铂(Pt)元素在周期表中第10族(ⅧB)铂族元素,原子序数78,稳定的同位素有194,195,196,198。密度21.45g/cm,熔点1769℃,沸点3827±100℃,氧化态+2、+3、+4价,银白色具有良好延展性的金属。铂在空气中不被氧化,在450℃以下无明显的氧化膜生成,450℃以上生成挥发性氧化物稍有失重。在500℃的氧气气氛中能氧化成氧化铂。可被卤素、氰化物、硫和苛性碱腐蚀。在1000℃将铂暴露在硫化氢中,12小时后可观察到少量腐蚀。不溶于盐酸、硝酸,但溶于王水,生成六氯合铂(Ⅳ)酸(H2PtCl6)。铂是很好的吸氢材料,要避免长时间暴露在含碳的强还原气氛(如C、CO、CO2)中。
简单地可分为有载体的钯催化剂和无载体催化剂,在实际应用中,基本上都是有载体的钯催化剂,这些载体主要有各种氧化铝、沸石、碳载体等,在化工过程中主要应用在各种加氢还原过程。既有全加氢,也有选择加氢,既有气相过程、也有液相过程。这些典型的过程有:醇、醛、酸、酯、酸酐、芳烃、杂环化物中不饱和键的加氢饱和,加氢还原反应。例如乙烯、丙烯、丁烷丁烯馏分中炔烃、二烯烃的选择加氢脱除。采用含千分之几钯含量的氧化铝载体催化剂。反应条件一般在50~150℃,压力0.5~3MPa,气相或液相进行。又如醋酸或醋酸乙酯加氢生产乙醇,顺丁烯二酸酐加氢生产丁二酸,进一步加氢生产丁二醇。糠醛加氢脱羰基生产呋喃,进一步加氢生产四氢呋喃。
将钯盐转变成金属钯的过程称为钯催化剂的活化过程,一般是在氢气流下高温焙烧,将钯盐转变成氧化物,再转变成具有催化活性的多孔、均匀、微粒的金属钯。
钯催化剂虽然具有活性高、选择性好的性能,但是硫化物、砷化物、一氧化碳、等杂质,以及副反应生成的各种重组分、焦质等会使钯催化剂中毒,活性和选择性下降,直到没有催化活性,这种过程称为失活过程。为了保持钯催化剂的高活性,就需要在原料中减少或除去这些有害物。
在钯的作用下,氢被电离为质子其半径为1.5×1015m,而钯的晶格常数为3.88×10-10m(20℃时),故可通过钯膜,在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子,从钯膜的另一侧逸出。 在钯膜表面,未被离解的气体是不能透过的,故可利用钯膜获得高纯氢。虽然钯对氢有独特的透过性能,但纯钯的机械性能差,高温时易氧化,再结晶温度低,
易使钯管变形和脆化,故不能用纯钯作透过膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素, 制成钯合金,可改善钯的机械性能。