存量
鉑非常罕見,在地殼中的濃度只有百萬分之0.005。鉑金屬常被誤認(rèn)為是銀。自然界中的鉑常以未經(jīng)化合的單質(zhì)出現(xiàn),或與其他鉑系元素或鐵形成合金。單質(zhì)鉑元素通常出現(xiàn)在沖積層次生礦床。前哥倫布時期哥倫比亞喬科省的居民曾經(jīng)開采過的沖積層礦床至今仍然仍出產(chǎn)鉑系金屬。另一大沖積層礦藏位于俄羅斯烏拉爾山脈。
在鎳和銅礦中,鉑系金屬會以硫化物(如(Pt,Pd)S)、碲化物(如PtBiTe)、銻化物(PdSb)和砷化物(如PtAs2)的形態(tài)出現(xiàn),并且也會與鎳或銅形成合金。砷鉑礦石(砷化鉑PtAs2)也是此金屬的主要礦源,它出現(xiàn)在鎳礦當(dāng)中,主要分布在加拿大安大略的索德柏立盆地。1927至1975年間,美國阿拉斯加州普拉蒂納姆(Platinum,即“鉑”之意)共產(chǎn)出17噸鉑元素。礦場于1990年停止作業(yè)。較罕見的硫砷鉑礦((Pt,Pd,Ni)S)中含有鉑、鈀和鎳元素。硫砷鉑礦出現(xiàn)在南非豪登省布什維爾德雜巖體中的美蘭斯基礦層中。
1865年,人們在南非布什維爾德地區(qū)發(fā)現(xiàn)了鉻鐵礦,其后于1906年又發(fā)現(xiàn)了鉑礦。其原生礦床位于布什維爾德雜巖體。其余兩大礦床位于俄羅斯諾里爾斯克的大型銅鎳礦,以及加拿大的索德柏立盆地。索德柏立盆地的鎳礦開采量巨大,因為其中的鉑元素只占百萬分之0.5。美國則有較小的礦藏,例如蒙大拿州的阿布薩洛卡山脈。2010年,南非為鉑的產(chǎn)國,其占總產(chǎn)量的77%,其次為占13%的俄羅斯。2010年鉑的全球總產(chǎn)量為192噸。印度泰米爾納德邦亦有鉑礦藏,為此印度地質(zhì)調(diào)查局已與泰米爾納德礦物有限公司(TAMIN)簽署協(xié)議。
月球和隕石中的鉑含量更高,因此在地球上經(jīng)火流星撞擊后火山噴發(fā)的區(qū)域會有較高的鉑豐度。這種礦藏具有商業(yè)開采價值,例如索德柏立盆地。
鉑的用途是做化學(xué)反應(yīng)的催化劑,這種催化劑通常是鉑黑。19世紀(jì)早期,化學(xué)家開始用鉑粉末對氫的點燃反應(yīng)進(jìn)行催化。鉑目前應(yīng)用于汽車的催化轉(zhuǎn)換器,使廢氣中低濃度未燃燒的碳?xì)浠衔锬軌蛲耆紵?,產(chǎn)生二氧化碳和水汽。在石油業(yè)中,鉑可以用來催化若干個不同的反應(yīng),特別是將石腦油催化重整為更高辛烷值的汽油。二氧化鉑(或稱亞當(dāng)斯催化劑)是氫化反應(yīng)的催化劑,特別用于生產(chǎn)植物油。鉑金屬可以很好地催化過氧化氫分解為水和氧氣的反應(yīng)。
催化劑中的組分由兩種或兩種以上的金屬組成。例如負(fù)載在含氯的γ-氧化鋁上的鉑-錸等雙(多)金屬重整催化劑。它們比前述僅含鉑的重整催化劑有更優(yōu)越的性能,在這類催化劑中,負(fù)載在載體上的多種金屬可形成二元或多元的金屬原子簇,使活性組分的有效分散度大大提高。金屬原子簇化合物的概念早是從絡(luò)合催化劑中來的,將其應(yīng)用到固體金屬催化劑中,可以認(rèn)為金屬表面也有幾個、幾十個或更多個金屬原子聚集成簇。70年代以來,根據(jù)這一概念,提出了金屬原子簇活性中心的模型,用來解釋一些反應(yīng)的機(jī)理。在負(fù)載型和非負(fù)載型多金屬催化劑中,若金屬組分之間形成合金,稱為合金催化劑。研究和應(yīng)用較多的是二元合金催化劑,如銅-鎳、銅-鈀、鈀-銀、鈀-金、鉑-金、鉑-銅、鉑-銠等??梢酝ㄟ^調(diào)整合金的組成來調(diào)節(jié)催化劑的活性。某些合金催化劑的表面和體相內(nèi)的組成有著明顯的差異,如在鎳催化劑中加入少量銅后,由于銅在表面富集,使鎳催化劑原有表面構(gòu)造發(fā)生變化,從而使乙烷加氫裂解活性迅速降低。合金催化劑在加氫、脫氫、氧化等方面均有應(yīng)用。
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