Как добыть из катализатора платину: Как достать платину из катализатора и зачем это нужно

Содержание

Как достать платину из катализатора и зачем это нужно

Как достать платину из катализатора и зачем это нужноКак достать платину из катализатора и зачем это нужно

Как достать платину из катализатора в домашних условиях? Эта работа требует сосредоточенности, наличия дорогостоящих материалов и знания особенностей различных химических процессов. Зная о том, что все нейтрализаторы содержат драгоценные металлы, автовладельцы стараются выгодно продать отработанные устройства. Создав определенные условия извлечь платину можно самостоятельно, однако заранее предугадать, какой процент этого материала содержится в устройстве, нереально.

Почему платина из катализатора высоко ценится

Платина относится к классу редких химических элементов. Этот металл серебристого цвета стоит в разы дороже золота, поскольку для его получения требуется гораздо больше ресурсов. Высокую цену объясняет не только тот факт, что платина практически не встречается в природе, но и ряд присущих ей положительных качеств:

  • Высокая стойкость. Материал невосприимчив к коррозионным отложениям, влиянию агрессивных химических сред, сохраняет первоначальные свойства при нагревании.
  • Твердость и, как следствие, устойчивость к внешним воздействиям. Благодаря этому качеству, платина широко используется при производстве эксклюзивных ювелирных украшений.
  • Возможность применения в чистом виде, что особенно важно во многих отраслях промышленности.

Именно благодаря платине в составе катализаторов, снижается уровень токсичных компонентов в выхлопных газах. Металл преобразует опасные для окружающей среды вещества в углекислый газ, азот, водяной пар.

Как достать платину из катализатора самостоятельно

Если вы решили провести эксперимент с извлечением платины из устройства, рекомендуется использовать импортный катализатор, поскольку отечественные производители часто заменяют драгметалл менее ценным золотом.

Распространенным методом добычи платины считается технология «выщелачивания». Для этого отработанный катализатор покрывается раствором, состоящим из соляной и азотной кислот высокой концентрации, после чего многократно промывается. Процедура проводится при температуре 100-105 градусов. В результате получается смесь, содержащая частицы платины.  Основной недостаток такого способа заключается в потере некоторого количества драгметалла. Поэтому для работы лучше использовать сразу несколько катализаторов.

Обратите внимание, что чем дольше эксплуатируется автонейтрализатор, тем меньше ценного напыления на нем осталось.

Понравилась информация? Поделись с друзьями

Платиновый катализатор — извлечение драгметаллов, стоимость

Использование платины в промышленности, в автомобильной отрасли распространено в современной жизни. Toyota, Volkswagen, BMW и другие используют в автомобилях платиновый катализатор, задача которого понизить уровень выброса выхлопных газов в экологию.

Корпус катализатора покрыт драгоценным металлом, который можно извлечь, обладая знаниями и нужными реактивами. Этим и занимаются многие народные умельцы самостоятельно в домашних гаражах с помощью кислоты. Но раньше времени сложно определить, сколько граммов драгметалла можно будет извлечь из одного автомобильного каталитического нейтрализатора.

Из чего состоит катализатор?

Внутри размещена металлическая (алюминиевая) или керамическая конструкция, которая похожа на пчелиные соты. Как раз верхняя часть сот и покрывается тоненьким слоем драгметаллов платиновой группы.

Нанесенные частицы драгметаллов в виде напыления уменьшают объем токсичных выбросов в окружающую среду. Это происходит за счет увеличения площади поверхности, контактирующей с выбросами. На ней драгметаллы вступают в химическую реакцию с продуктами горения, превращая их в безопасные для экологии.

Принцип действия автомобильного катализатора

На катализатор наносятся такие металлы:

  • Платина. Помогает превращать более 90% вредных веществ в безопасный углекислый, газ, водяной пар и азот.
  • Наличие компонента в катализаторе, родия, добавленного к платине, увеличивает механическую прочность, повышая срок эксплуатации сетки.
  • Палладий способствует удешевлению катализатора и незначительно (не более 2%) увеличивает его активность.

Срок эксплуатации платиновой сетки не превышает полтора года, в некоторых случаях она может прослужить не больше года. Пришедшая в негодность сетка снимается и взамен ставится новая.

Стоимость одного грамма этих драгметаллов значительно превышает цену за грамм золота, в результате чего существует много желающих заняться их добычей из катализатора для последующей перепродажи.

Можно ли извлекать драгметаллы из катализатора?

Поскольку автовладельцы знают о наличии ценных металлов в автомобильном компоненте, перед ними встает вопрос, можно ли их оттуда извлечь и каким способом это сделать. В химической промышленности добыть драгоценные металлы довольно просто. Но следует понимать, что извлечение небольшого содержания металла из каталитического нейтрализатора дома – процесс, требующий специфических знаний и опыта. А также необходимы разнообразные вещества, которые имеют высокую стоимость, поэтому самостоятельно заниматься этим нецелесообразно.

Для добычи конкретного металла применяются различные способы. К распространенным относятся следующие:

  1. Метод выщелачивания с использованием окислителей применяется для добычи платины и родия.
  2. Гальванический – применяется для извлечения палладия.
  3. Метод с применением «царской водки» применяется для изъятия платины.
  4. Фторирование применяется для добывания палладия.

Применение указанной технологии напрямую зависит от возможностей того человека, который планирует заняться добычей драгметаллов. И также необходимо знать, что в процессе добычи будет и урон, ведь применение выщелачивания предполагает неоднократное промывание компонентов.

Извлечение платины и родия

Метод выщелачивания пользуется популярностью для добычи платины и родия из сетки в условиях гаража. Он подразумевает применение специального окисляющего раствора из азотной и соляной кислот высокой концентрации. Но имеет весомые минусы, обусловленные конструктивной спецификой нейтрализатора, ведь кроме драгоценных металлов (платиновой группы) в этих устройствах присутствует окись алюминия, предотвращающая полную добычу платины.

Даже применение многократного выщелачивания для полного изъятия Pt и промывание устройства не всегда будет давать полное извлечение металла. Еще одним недостатком этого метода является высокая затратность на его проведение.

Чтобы снизить потери при аффинаже, применяется более надежный способ, когда металл переводится в жидкое состояние. Вначале устройства смачивают раствором воды и соляной кислоты, нагревают катализатор и при появлении пара на него наносятся окислители.

Для добычи металлов используется раствор из азотной концентрированной кислоты и 30%-го раствора пероксида водорода. Это зависит от частиц, нанесенных в качестве напыления на соты, и от того, сколько платины в катализаторе. Достоинством такого способа считается простота и возможность получения максимального количества драгметалла, содержащегося в конкретных моделях катализаторов.

В промышленности для добычи платины используют решетчатую сетку, на которую устанавливают деталь для воздействия на нее парообразного окислителя. Такой способ добычи имеет свои плюсы, ведь парообразная смесь обладает способностью глубже проникать, а значит, и лучше «промывать».

Для добывания платины существует изобретение, относящееся к катализаторам для получения сульфата гидроксиламина путем селективного гидрирования оксида азота в сернокислой среде.

Как происходит добыча палладия?

Добыча палладия происходит на основе данных методов, но тогда полученный драгметалл будет содержать много примеси, а это снизит его стоимость.

Ячейки катализатора

Самым приемлемым выступает гальванический метод или электродуговое нагревание. Но многие предпочитают нагревать катализатор до высокой температуры (500 градусов) и производить фторирование. Применение такой методики предполагает добычу практически чистого палладия, но с содержанием фтора.

После этого он остывает до 100 градусов и, используя минеральную кислоту, очищается. Это позволяет добыть из фтористого раствора чистый металл без примесей.

Методом фторирования можно извлечь почти весь Pd, находящийся в каталитических нейтрализаторах автомобилей.

Современная промышленность применяет и другие методы добычи драгметаллов, которые способствуют получению чистого металла платиновой группы. Но недостатком можно считать необходимость одновременного огромного количества автомобильных устройств для перерабатывающего процесса, ведь ради крупиц, пусть и дорогих, нет смысла начинать весь процесс.

Имеет ли смысл самостоятельно извлекать металл?

Каталитический нейтрализатор от автомобиля содержит не слишком много драгоценных металлов платиновой группы, которые активно участвуют в преобразовании вредных выхлопных газов, превращая их в безопасные. К ним относятся родий, палладий, платина. Из катализатора в домашних условиях можно добыть ничтожно малое количество этих металлов (не самого чистого). Сумев продать, ваши затраты на реактивы не окупятся.

Целесообразнее сдать катализатор в специализированные пункты переработки и получить без всяких затрат гораздо большую сумму.

Добывать драгметаллы из автомобильных устройств будет выгодно только в промышленных масштабах, где переработке поддается огромное их количество (от нескольких десятков до сотен единиц).

Добываем платину из дорожной пыли / Хабр

Вы уже подарили девушке колечко, сделанное из монеты. Она, конечно, обрадовалась, но попросила в следующий раз настоящую драгоценность. Денег на ювелирный салон по-прежнему не хватает. Что делать? Ведь золотое кольцо у неё уже есть с 2013 года, когда вы выплавили золото из старых микросхем, и микросхем больше не осталось.

К счастью, есть другой вариант. Ещё один благородный металл валяется буквально под ногами. Если вы не знали, то в обычной дорожной пыли на дорожном асфальте очень высокая концентрация платины, поскольку во многих автомобилях используются платиновые катализаторы. Итак, берём щётку и идём на шоссе собирать драгоценную пыль.

Инструкция по добыче платины опубликована в книге Аммена «Восстановление и переработка драгоценных металлов».

См. также советский справочник О.Е. Звягинцева «Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы» (стр. 120-127).

Американский химик-любитель по имени Артур со своим другом на практике испытал описанный в учебниках метод аффинажа платины и записал видео. Первым делом ребята собрали мешочек пыли с шоссе.

Её следует просеять, отбросив крупные куски, камешки, окурки и прочее. Частицы платины очень маленькие, иногда размером всего в несколько атомов, так что фильтровать следует как можно тщательнее: через кофейный фильтр.

На выходе имеем большую кучу пыли, преимущественно из частичек бетона и резины.

Самые мелкие отфильтрованные частички засыпаем в стакан и взвешиваем. У Артура получилось 146 граммов пыли: это просто для первого испытания. Чтобы сделать настоящее платиновое украшение, придётся собрать больше пыли.

Пыль смешиваем с карбонатом натрия и расплавляем в печи до состояния сиропа.

На дне стакана осядет капелька металла.

Этот кусочек нужно прокалить, чтобы примеси сгорели.

На дне стакана из печи остаётся крошечный шарик из сплава металлов с очень высокой температурой плавления, то есть из металлов платиновой группы.

Шарик прокаливаем до температуры плавления платины, чтобы окончательно очистить от примесей.

Шарик уже блестит. Из 150 граммов пыли получился слиток диаметром 0,58 мм (0,33 мм в самом узком месте).

В увеличительном стекле его очень хорошо видно, а вот взвесить вряд ли получится: весы не берут такой вес.

Затем растворяем слиток и осаждаем платину хлоридом аммония.

Весь процесс задокументирован на видео.

Отделив серебро и прочие мусорные примеси, мы получаем крупинку платины. Автор подсчитал, что из тонны дорожной пыли выходит примерно 6,7 граммов драгоценного металла.

6,7 граммов из тонны — это немало. Авторы видеоролика считают, что примерно такая же концентрация платины на рудниках в России и ЮАР (на ЮАР приходится 68% мировой добычи Pt).

Катализаторы нефтепромышленности платиновые и палладиевые

Катализаторы нефтепромышленности платиновые и палладиевыеКатализаторы нефтепромышленности платиновые и палладиевые

Назначение катализаторов – повышать избирательность химических реакций, увеличивая выход чистого продукта. В нефтепромышленности применяются на каждой стадии очистки:

  • крекинг;
  • риформинг;
  • гидрогенизация;
  • полимеризация;
  • алкилирование.

Это вещества, изготовленные в виде гранул, шариков, колец или стержней и пр. Каталитически активными веществами выступают чистые металлы или оксиды металлов, классифицируются по содержанию драгметаллов.

До каталитических процессов нефть проходит несколько этапов очистки. В следствие на каталитическую очистку нефть попадает после отделения от нее гудрона и очищенной от серы, смол и азотсодержащих сплавов. Для извлечения автобензина (риформата) и ароматического углерода нефть подвергается риформингу. Для этого нужны ферменты, содержащие платину.

Платиновые катализаторы в нефтепромышленности

Современные платиновые катализаторы – полиметаллические устройства, изготовленные из оксида алюминия, с хлористыми микродобавками и равномерно распределенными по всему объему платиной и вторым металлом.

Технология использования заключается в применении в огнеупорном реакторе со статичным слоем платинового катализа или с непрерывной регенерацией. Платина применяется в виде порошка, нанесенного равномерным слоем на окись алюминия, керамическое покрытие, глину, уголь. В качестве дублирующего металла используют добавки рения, олова или иридия, что стабилизирует катализатор и соответственно понижает рабочее давление в реакторе.

Преимущества:

  • большая активность;
  • долговечность;
  • высокая эффективность.

Недостатки: загрязняются различными примесями, находящимися в сырье: сернистыми, азотистыми, кислородными и металлоорганическими сплавами. При попадании соединений в платиновый катализатор он выходит из строя.

Регенерация заключается в сожжении кокса и сернистых отложений смесью инертного газа и воздуха под давлением.

Палладиевые катализаторы в нефтепромышленности

После риформинга запускается гидрогенизация топливных фракций с помощью палладиевого катализатора. Так удаляются примеси, вызывающие коррозию и повышается термическая стабильность нефти. На выходе получается термостабильное топливо для авиации, улучшенное дизельное топливо.

В качестве устройств для ускорителя выступают углеродные накопители: активированный уголь, наноалмаз или стекловолокнистые матрицы. В нефтяной промышленности палладиевые пленки нужны для выведения сверхчистого водорода и для проведения реакций дегидрирования. Водород, проходя через палладиевую пленку в реакторе, выводится из области реакции, а это приводит к дегидрированию с увеличенным выходом и меньшими затратами.

Преимущества:

  • увеличивает скорость гидрирования;
  • процесс укладывается в одну стадию;
  • позволяет провести 50 циклов гидрирования;
  • длительный срок использования без потери характеристик;
  • не требует высоких температур;
  • подлежит регенерации для повторного использования.

В катализаторах нефтепромышленности используются цветмет и драгметаллы: платина и никель, ванадий и висмут, серебро и золото, др, которые представляют ценность для пунктов приема вторсырья.

По окончании срока службы отработанные платиновые и палладиевые катализаторы выводят из процесса нефтепереработки, и правильным решением будет сдать катализатор в пункт приема металлических изделий.

Компания Katalizator1 предлагает выгодные условия продажи отработанных катализаторов по высоким ценам. Помните, что устройство содержит не только драгметаллы, но и токсичные примеси. Не выбрасывайте устройства на свалки, получите деньги за ненужные Вам детали!

Понравилась информация? Поделись с друзьями

Наиболее доступные способы извлечения палладия из автомобильных катализаторов

Автомобильные катализаторы давно уже никто не выбрасывает на свалку. Автовладельцы, если у них в гараже есть один или несколько этих изделий отвозят в скупку и продают для вторичной переработки. Катализаторы привлекли к себе внимание содержанием таких драгоценных металлов, как платина, родий и палладий. 

 

Спрос на него не снижается на протяжении последних лет и постоянно растет. Для извлечения всех трех металлов применяются одни и те же способы, которые отличаются разве что использованием химических препаратов и различного оборудования. 

 

Современные способы извлечения палладия из автомобильных катализаторов можно применить как в домашних условиях, так и в промышленных. Единственное отличие – это масштабы аффинажа. Это момент нужно учитывать, собираясь заняться добычей в домашних условиях.

 

Для завода сначала нужно собрать большую партию катализаторов, чтобы начать вторичную переработку. Если их мало, то нет смысла запускать оборудование, потому что доход будет минимальным. Завод больше потратит энергоресурсов, чем заработает на палладии. 

 

Методы

 

Предприятия и компании, занимающиеся вторичной переработкой радиолома и сырья с содержанием цветных и драгоценных металлов, постоянно ищут новые, более эффективные способы для аффинажа. Наиболее широкое распространение получили три способа. Это: 

 

  • химический;
  • дуговая печь;
  • гальванический. 

 

Каждый из перечисленных способов имеет свои преимущества и недостатки и позволяет получить разное количество чистого палладия. При химическом методе не стоит рассчитывать на получение чистого палладия. Металл получается с большим количеством примесей и нуждается в серьезной очистке. 

 

Фторирование – наиболее эффективный способ

 

Наиболее простой и доступный способ – это фторирование золы с палладием, постоянно повышая температуру до +500˚C. После этого можно рассчитывать на получение фтористого палладия, который при более низкой температуре разделяют на составные элементы.

 

Для этой цели лучше всего использовать минеральные кислоты, отличающиеся доступностью и низкой ценой. При помощи этого способа можно извлечь любое количество этого драгметалла. 

 

Метод подходит как для заводов, так и небольших мастерских по переработке радиолома и деталей с содержанием этого металла. Используемые на практике способы отличаются своей эффективностью и производительностью. Наиболее выгодно добывать металл из катализаторов на заводах, где для этого есть все необходимое оборудование. 

 

После переплавки в слитки или в проволоку он снова поступает на заводы для изготовления новых катализаторов и деталей. По своим свойствам он ничем не отличается от добытого в рудниках. Вторичная переработка существенно экономит ресурсы, позволяет неограниченное количество раз его извлекать, делает более доступным для применения. 

 

Если подсчитать, сколько за годы существования катализаторов их было выпущено, то можно определить, какое количество палладия можно из них извлечь. Цифра получится огромная, поэтому спрос не снижается, и в скупку постоянно сдают автомобильные катализаторы.

Способ извлечения палладия из автомобильных катализаторов

На страницах сайта DETALTORG уже неоднократно говорилось о том, что каталитические конвертеры, которые являются одной из основных частей выхлопной системы автомобиля, содержат драгоценные металлы: платину, палладий и родий. Про самый тугоплавкий из благородных веществ с кристаллической решеткой было написано много, а вот про палладий, который стал приобретать популярность всего последние лет 10, еще не было сказано ничего подробного.

Для того, чтобы получить палладий из отработавшего уже авто катализатора можно воспользоваться известными тремя способами, которые применимы и для платины. Это химический способ, который далеко не всегда гарантирует получение чистого металла, а скорее будет примесь с высоким содержанием искомого. Можно также воспользоваться электродуговой печью или же прибегнуть к гальваническому методу. Самый совершенный на данный момент процесс был разработан российским академиком Л. Водичкой и заключается он в том, что золу с палладием фторируют до при перманентным повышением температуры от 200 до 500 °С. При помощи этого процесса образуется фтористый палладий, который уже потом при более низких температурах, 90 – 100 °С, расщепляют на составляющие при помощи минеральной кислоты.

Эта технология сейчас максимально извлекает весь возможный палладий из автомобильного катализатора. Есть еще один способ, который позволяет в остатках углерода в катализаторе дополучить оставшийся палладий. Для этого понадобится водная суспензия, давление в 7,5 МПа и возможность нагреть водный раствор до 200 °С, после процесса окисления в водной фазе углерод отходит и образовавшиеся остатки можно сплавить с уже полученным металлом.

Промышленный способ добычи также выгоден и с его помощью не нужно озадачиваться дополнительно, чтобы получить более чистый сплав, но при этом для промышленных масштабов часто необходимы большие объемы для аффинажной переработки, так как ради малого количества ни одно производство работать не станет. Поэтому, в этом случае стоит задуматься в первую очередь о временных затратах на поиск и приобретение необходимого количества катализаторов. А если возможность все же появилась, то лучше воспользоваться промышленными возможностями, чем применять довольно рискованный химический для получения драгоценных металлов из отработавших свое деталей. В любом случае – решать лично каждому, но не стоит пренебрегать собственной безопасностью, в особенности, когда речь идет о кислотах и щелочах.

Платиновый катализатор — Знаешь как

Платиновый катализаторЛучший катализатор реакции окисления аммиака до окиси азота NО в одном из главных процессов производства азотной кислоты. Катализатор здесь предстает в виде сетки из платиновой проволоки диаметром 0,05—0,09 мм. В материал сеток введена добавка родия (5—10%). Используют и тройной сплав — 93% Pt, 3% Rh и 4% Pd. Добавка родия к платине повышает механическую прочность и увеличивает срок службы сетки, а палладий немного удешевляет катализатор и немного (на 1—2%) повышает его активность. Срок службы платиновых сеток — год-полтора. После этого старые сетки отправляют на аффинажный завод на регенерацию и устанавливают новые. Производство азотной кислоты потребляет значительные количества платины.

Платиновый катализатор ускоряет многие другие практически важные реакции: гидрирование жиров, циклических и ароматических углеводородов, олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов, окисление SО2в SО3в сернокислотном производстве. Их используют также при синтезе витаминов и некоторых фармацевтических препаратов. Известно, что в 1974 г. на нужды химической промышленности в США было израсходовано около 7,5 т платины.

Не менее важны платиновые катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности. С их помощью на установках каталитического риформинга получают высокооктановый бензин, ароматические углеводороды и технический водород из бензиновых и лигроиновых фракций нефти. Здесь платину обычно используют в виде мелкодисперсного порошка, нанесенного на окись алюминия, керамику, глину, уголь. В этой отрасли работают и другие катализаторы (алюминий, молибден), но у платиновых — неоспоримые преимущества: большая активность и долговечность, высокая эффективность. Нефтеперерабатывающая промышленность США закупила в 1974 г. около 4 т платины.

Еще одним крупным потребителем катализатора стала автомобильная промышленность, которая, как это ни странно, тоже использует именно каталитические свойства этого металла — для дожигания и обезвреживания выхлопных газов.

Четвертым и пятым по масштабам потребления покупателями платины в США были электротехника и стекольное производство.

Стабильность электрических, термоэлектрических и механических свойств платины плюс высочайшая коррозионная и термическая стойкость сделали этот металл незаменимым для современной электротехники, автоматики и телемеханики, радиотехники, точного приборостроения. Из платины делают электроды топливных элементов. Такие элементы применены, например, на космических кораблях серии «Аполлон».

Из сплава платины с 5—10% родия делают фильеры для производства стеклянного волокна. В платиновых тиглях плавят оптическое стекло, когда особенно важно ничуть не нарушить рецептуру.

В химическом машиностроении платина и ее сплавы служат превосходным коррозионностойким материалом. Аппаратура для получения многих особо чистых веществ и различных фторсодержащих соединений изнутри покрыта платиной, а иногда и целиком сделана из нее.

Очень незначительная часть платины идет в медицинскую промышленность.Из платины и ее сплавов изготавливают хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки; это преимущество особенно ценно при работе в полевых условиях. Сплавы платины с палладием, серебром, медью, цинком, никелем служат также отличным материалом для зубных протезов.

Спрос науки и техники на платину непрерывно растет и далеко не всегда бывает удовлетворенным. Дальнейшее изучение свойств платины еще больше расширит области применения и возможности этого ценнейшего металла.

«СЕРЕБРИШКО»? Современное название элемента № 78 происходит от испанского слова plata — серебро. Название «платина» можно перевести как «серебришко» или «сребрецо».

ЭТАЛОН КИЛОГРАММА, Из сплава платины с иридием в нашей стране наготовлен эталон килограмма, представляющий собой прямой цилиндр диаметром 39мм и высотой тоже 39 мм. Он хранится в Санкт-Петербурге (Ленинграде), во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии им. Д. И. Менделеева. Раньше был эталоном и платино-иридиевый метр.

МИНЕРАЛЫ ПЛАТИНЫ. Сырая платина —это смесь различных минералов платины. Минерал поликсен содержит 80—88% Pt и

9-10% Fe; купроплатина — 65-73% Pt, 12-17% Fe и 7,7—14% Сu; в никелистую платину вместе с элементом № 78 входят железо, медь и никель. Известны также природные сплавы платины только с палладием или только с иридием — прочих платиноидов следы. Есть еще и немногочисленные минералы — соединения платины с серой, мышьяком, сурьмой. К ним относятся сперрилит PtAs2 куперит PtS, брэггит (Pt, Pd, Ni)S.

САМЫЕ КРУПНЫЕ. Самые крупные самородки платины, демонстрируемые на выставке Алмазного фонда Россия, весят 5918,4 и 7860,5 г.

ПЛАТИНОВАЯ ЧЕРНЬ. Платиновая чернь — мелкодисперсный порошок (размеры крупинок 25—40 мкм) металлической платины, обладающий высокой каталитической активностью. Ее получают, действуя формальдегидом или другими восстановителями на раствор комплексной гексахлорплатиновой кислотыН2[РtСl6].

ИЗ «СЛОВАРЯ ХИМИЧЕСКОГО», ИЗДАННОГО В 1812 ГОДУ. «Профессор Снядецкий в Вильне открыл в платине новое металлическое существо, которое названо им Вестий»…

«Фуркруа читал в Институте сочинение, в коем извещает, что платина содержит железо, титан, хром, медь и металлическое существо, доселе еще неизвестное»…

«Золото хорошо соединяется с платиною, но когда количество сей последней превышает 1 к 47 , то белеет золото, не умножая чувствительно тяжести своей и тягучести. Испанское правительство, опасавшееся сего состава, запретило выпуск платины, потому что не знало средств доказать подлога»-.

ОСОБЕННОСТИ ПЛАТИНОВОЙ ПОСУДЫ. Казалось бы, посуда из платины в лаборатории пригодна на все случаи жизни, но это не так. Как пи благороден этот тяжелый драгоценный металл, обращаясь с ним, следует помнить, что при высокой температуре платина становится чувствительной к многим веществам и воздействиям. Нельзя, например, нагревать платиновые тигли в восстановительном и тем более коптящем пламени: раскаленная платина растворяет углерод и от этого становится ломкой. Вплатиновой посуде не плавят металлы: возможно образование относительно легкоплавких сплавов и потери драгоценной платины. Нельзя также плавить в платиновой посуде перекиси металлов, едкие щелочи, сульфиды, сульфиты и тиосульфаты: сера для раскаленной платины представляет определенную опасность, так же, как фосфор, кремний, мышьяк, сурьма, элементарный бор. А вот соединения бора, наоборот, полезны для платиновой посуды. Если надо как следует вычистить ее, то в ней плавят смесь равных количеств KBF4и Н3ВО3. Обычно же для очистки платиновую посуду кипятят с концентрированной соляной или азотной кислотой.

Вы читаете, статья на тему платиновый катализатор

Новый катализатор затмевает платину для производства водорода

seawater
Кредит: CC0 Public Domain

Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, обладает мощной силой. А поскольку он не содержит углерода, при использовании в качестве топлива он производит только воду. Но на Земле водород чаще всего существует в сочетании с другими элементами, а значит, его нужно добывать.

Чтобы использовать чистую энергию водорода для энергетических и других целей, исследователи ищут доступные способы производства и хранения водорода.

Новое исследование Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) показывает, что сочетание простых минералов затмевает другие материалы из драгоценных металлов, когда дело доходит до производства водорода. Совместно с сотрудниками из Университета штата Орегон (OSU) исследователи протестировали катализатор на основе фосфида молибдена (MoP) со сточными водами в небольшом реакторе, который называется ячейкой микробного электролиза (MEC). Результаты испытаний показали, что MoP работает лучше, чем платина, драгоценный и дорогой металл, который обычно используется из-за его высоких каталитических свойств.Катализатор MoP также производит водород в пять раз быстрее, чем другие неплатиновые катализаторы, о которых сообщается в соответствующих исследованиях.

Но настоящий кикер? Их катализатор также хорошо работал с морской водой.

«Если вы можете производить водород из морской воды, запас ресурсов практически неограничен», — сказал Юян Шао, ученый-материаловед из PNNL, который руководил исследованиями катализаторов.

Как и морская вода, каталитический материал MoP широко доступен и, следовательно, дешев. Катализатор также работал со сточными водами, еще одним повсеместным ресурсом.

Подробная информация об исследовании группы опубликована в журнале ACS Catalysis . Выводы получены в результате трехлетнего проекта, финансируемого Управлением технологий топливных элементов Министерства энергетики.

New catalyst outshines platinum for producing hydrogen
На этом цветном изображении, полученном с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения, показаны две фазы катализатора: МоР — фиолетовым, МоР2 — желтым. Предоставлено: Лаборатория молекулярных наук об окружающей среде.

Лучшая альтернатива

Одним из наиболее распространенных методов получения водорода является процесс, называемый электролизом.В этом процессе электричество сочетается с различными химическими веществами, называемыми электролитами, и твердым катализатором. Последующая реакция производит водород, но весь процесс требует много энергии и дорогостоящих ресурсов, таких как платина.

Ферментация с использованием возобновляемых источников или потоков отходов обещает доступное производство водорода. Но процесс ферментации работает медленно, выходы низкие, а поток продукта требует дорогостоящей очистки из-за других побочных продуктов ферментации. В MEC электрический ток соединяется с бактериями, которые разлагают органические вещества и производят водород.К сожалению, в элементах также используется дорогая платина для реакционной поверхности, и если используются неплатиновые катализаторы, выход водорода остается низким.

В OSU исследователи разработали гибридную конструкцию MEC, в которой ферментация и электролиз происходят в одной емкости, а не на отдельных этапах, а побочные продукты непосредственно потребляются в процессе.Эта интегрированная конструкция увеличивает производительность и снижает затраты на оборудование. Но из-за высокой стоимости платины команде понадобился катализатор, который мог бы снизить производственные затраты примерно до двух долларов за килограмм водорода.

Сюрприз второй фазы

Основываясь на предыдущих открытиях с катализатором MoP, исследователи PNNL исследовали катализатор для использования в MEC. Исследовательская группа начала с комбинации MoP из-за ее способности активировать или разделять молекулы воды.Катализатор также настраивается — количество каждого минерала можно регулировать. Согласно гипотезе команды, эта настройка позволит оптимизировать количество водорода, производимого за одну реакцию.

Отчасти они были правы.

Под мощным микроскопом они обнаружили, что катализатор собирается в смесь двух отдельных кристаллических фаз — MoP и MoP 2 . Атомная структура для каждой фазы была разной, что приводило к различным реакциям. В то время как MoP2 высвобождает атомы водорода из молекул воды, MoP превращает атомы водорода в молекулы газообразного водорода.Два активных сайта усилили общую реакцию.

«Мы не ожидали одновременного образования двух кристаллических фаз», — сказал Шао. «Две фазы работают лучше, чем одна фаза».

Исследователи провели свои эксперименты в условиях нейтрального pH как в гибридной ячейке в OSU, использующей сточные воды, так и в другом реакторе в PNNL, использующей морскую воду, с согласованными результатами. Шао сказал, что эти результаты вселяют в исследователей уверенность в том, что метод надежен, исключает платину и другие побочные продукты и открывает большие перспективы для развития технологий водородных и топливных элементов.


Новый электрокатализатор превосходит платину в производстве щелочного водорода


Дополнительная информация:
Xiaohong Xie et al. Электрокаталитическое выделение водорода в растворах с нейтральным pH: двухфазная синергия, ACS Catalysis (2019).DOI: 10.1021 / acscatal.9b02609

Предоставлено
Тихоокеанская Северо-Западная национальная лаборатория

Ссылка :
Новый катализатор затмевает платину для производства водорода (30 сентября 2019 г.)
получено 7 августа 2020
с https: // физ.орг / Новости / 2019-09-катализатор затмевает-платино-hydrogen.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

,

Хранение энергии в водороде в 20 раз эффективнее с использованием платино-никелевого катализатора — ScienceDaily

Катализаторы ускоряют химические реакции, но широко используемая металлическая платина является дефицитной и дорогой. Исследователи из Технологического университета Эйндховена (TU / e) вместе с китайскими, сингапурскими и японскими исследователями разработали альтернативу с 20-кратной активностью: катализатор с полыми наноклетками из сплава никеля и платины. Исследователь TU / e Эмиль Хенсен хочет использовать этот новый катализатор для разработки электролизера размером с холодильник мощностью около 10 мегаватт в будущем.Результаты будут опубликованы 15 ноября в журнале Science .

К 2050 году национальное правительство стремится обеспечить почти все потребности Нидерландов в энергии из устойчивых источников, таких как солнце или ветер. Поскольку эти источники энергии доступны не всегда, важно иметь возможность хранить произведенную энергию. Учитывая их низкую плотность энергии, батареи не подходят для хранения очень большого количества энергии. Лучшее решение — химические связи, причем водород — наиболее очевидный выбор газа.Используя воду, электролизер преобразует (избыток) электрической энергии в водород, который можно хранить. На более позднем этапе топливный элемент делает обратное, преобразовывая накопленный водород обратно в электрическую энергию. Обе технологии требуют катализатора для управления процессом.

Катализатор, который помогает в этих превращениях, — из-за его высокой активности — в основном сделан из платины. Но платина очень дорога и относительно дефицитная; проблема, если мы хотим использовать электролизеры и топливные элементы в больших масштабах.Профессор катализа TU / e Эмиэль Хенсен: «Поэтому коллеги-исследователи из Китая разработали сплав платины и никеля, который снижает затраты и увеличивает активность». Эффективный катализатор обладает высокой активностью; каждую секунду он превращает в водород все больше молекул воды. Хенсен продолжает: «В TU / e мы исследовали влияние никеля на ключевые стадии реакции, и с этой целью мы разработали компьютерную модель, основанную на изображениях с электронного микроскопа. С помощью квантово-химических расчетов мы смогли предсказать активность никеля. новый сплав, и мы могли понять, почему этот новый катализатор так эффективен.«

Успешно протестирован на топливном элементе

В дополнение к выбору другого металла, исследователи также смогли внести значительные изменения в морфологию. Атомы в катализаторе должны связываться с молекулами воды и / или кислорода, чтобы иметь возможность преобразовать их. Следовательно, большее количество сайтов связывания приведет к более высокой активности. Хенсен: «Вы хотите сделать доступной как можно больше металлической поверхности. Доступ к разработанным полым наноклеткам можно получить как снаружи, так и изнутри.Это создает большую площадь поверхности, позволяя большему количеству материала вступать в реакцию одновременно ». Кроме того, Хенсен продемонстрировал с помощью квантово-химических расчетов, что специфические поверхностные структуры наноклеток еще больше увеличивают активность.

После расчетов в модели Хенсена выясняется, что активность обоих растворов вместе взятых в 20 раз выше, чем у существующих платиновых катализаторов. Исследователи также обнаружили этот результат в ходе экспериментальных испытаний топливного элемента.«Важная критика многих фундаментальных работ заключается в том, что они делают свое дело в лаборатории, но когда кто-то помещает их в реальное устройство, это часто не работает. Мы показали, что эти новые катализаторы работают в реальном приложении. » Стабильность катализатора должна быть такой, чтобы он мог продолжать работать в водородном автомобиле или доме в течение многих лет. Поэтому исследователи протестировали катализатор на 50 000 «кругов» в топливном элементе и обнаружили незначительное снижение активности.

Электролизер в каждом районе

Возможности этого нового катализатора разнообразны.Как в виде топливного элемента, так и обратной реакции в электролизере. Например, топливные элементы используются в автомобилях, работающих на водороде, а в некоторых больницах уже есть аварийные генераторы с водородными топливными элементами. Электролизер можно использовать, например, на ветряных электростанциях на море или, возможно, даже рядом с каждой ветряной турбиной. Перевозить водород намного дешевле, чем перевозить электричество.

Мечта Хенсена идет дальше: «Я надеюсь, что вскоре мы сможем установить электролизер в каждом районе.Это устройство размером с холодильник накапливает всю энергию солнечных панелей на крышах по соседству в дневное время в виде водорода. В будущем по подземным газопроводам будет транспортироваться водород, а котел центрального отопления будет заменен топливным элементом, который будет преобразовывать накопленный водород обратно в электричество. Вот как мы можем максимально использовать солнце ».

Но для того, чтобы это произошло, электролизер еще нуждается в значительном развитии. Поэтому вместе с другими исследователями TU / e и промышленными партнерами из региона Брабант Хенсен участвует в открытии энергетического института в TU Eindhoven.Цель состоит в том, чтобы довести существующие промышленные электролизеры до электролизера размером с холодильник мощностью около 10 мегаватт.

История Источник:

Материалы предоставлены Технологическим университетом Эйндховена . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

,

Ученые нашли возможную замену платине в качестве катализатора

Laser-burned graphene gains metallic powers
Химики из Университета Райса нашли способ встраивать металлические наночастицы в графен, индуцированный лазером. Частицы превращают материал в полезный катализатор для топливных элементов и других приложений. Кредит: Туристическая группа / Университет Райса

Химики из Университета Райса, разработавшие уникальную форму графена, нашли способ встраивать металлические наночастицы, которые превращают этот материал в полезный катализатор для топливных элементов и других приложений.

Лазерно-индуцированный графен, созданный лабораторией Райса химика Джеймса Тура в прошлом году, представляет собой гибкую пленку с поверхностью из пористого графена, полученную путем воздействия на обычный пластик, известный как полиимид, коммерческим лазерным скрайбирующим лучом. Теперь исследователи нашли способ улучшить продукт за счет химически активных металлов.

Исследование появится в этом месяце в журнале Американского химического общества ACS Nano .

С этим открытием материал, который исследователи называют «графеном, индуцированным лазером на оксиде металла» (MO-LIG), становится новым кандидатом на замену дорогостоящих металлов, таких как платина, в каталитических топливных элементах, в которых кислород и водород превращаются в воду и электричество.

«Самое замечательное в этом процессе состоит в том, что мы можем использовать коммерческие полимеры с добавлением простых недорогих солей металлов», — сказал Тур. «Затем мы подвергаем их воздействию коммерческого лазерного скрайбера, который генерирует металлические наночастицы, встроенные в графен.Большая часть химии выполняется лазером, который генерирует графен на открытом воздухе при комнатной температуре.

«Эти композиты, которые содержат менее 1 процента металла, действуют как« суперкатализаторы »для топливных элементов. Другие методы для этого требуют гораздо большего количества шагов и требуют дорогих металлов и дорогих прекурсоров углерода».

Laser-burned graphene gains metallic powers
Химики из Университета Райса нашли способ встраивать металлические наночастицы в графен, индуцированный лазером. Частицы превращают материал в полезный катализатор для топливных элементов и других приложений.Кредит: Туристическая группа / Университет Райса

Первоначально исследователи создали лазерно-индуцированный графен из имеющихся в продаже полиимидных листов. Позже они наполнили жидкий полиимид бором, чтобы произвести лазерно-индуцированный графен со значительно увеличенной способностью накапливать электрический заряд, что сделало его эффективным суперконденсатором.

Для последней итерации они смешали жидкость и одну из трех концентраций, содержащих соли металлов кобальта, железа или молибдена. После конденсации каждой смеси в пленку они обрабатывали ее инфракрасным лазером, а затем нагревали в газообразном аргоне в течение получаса при 750 градусах Цельсия.

Laser-burned graphene gains metallic powers
Изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает графен, индуцированный лазером на оксиде металла с добавкой кобальта, произведенный в Университете Райса. Материал может быть подходящим заменителем платины или других дорогих металлов в качестве катализаторов для топливных элементов. Масштабная линейка равна 10 микронам. Кредит: Туристическая группа / Университет Райса

В результате этого процесса были получены прочные МО-ЛИГ с металлическими частицами размером 10 нанометров, равномерно распределенными по графену. Испытания показали их способность катализировать восстановление кислорода, важную химическую реакцию в топливных элементах.Дальнейшее легирование материала серой позволило выделить водород, еще один каталитический процесс, который превращает воду в водород, сказал Тур.

«Примечательно, что простая обработка оксидов графена-молибдена серой, которая превращает оксиды металлов в сульфиды металлов, дала катализатор реакции выделения водорода, что подчеркивает широкую применимость этого подхода», — сказал он.

Laser-burned graphene gains metallic powers
Изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает наночастицы кобальта, встроенные в графен, индуцированный лазером на оксиде металла, произведенный в Университете Райса.Материал может быть подходящим заменителем платины или других дорогих металлов в качестве катализаторов для топливных элементов. Масштабная линейка равна 100 нанометрам. Кредит: Туристическая группа / Университет Райса


Носимые устройства могут получить поддержку от графена, содержащего бор


Дополнительная информация:
САУ Нано , паб.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b04138

Предоставлено
Университет Райса

Ссылка :
Ученые нашли возможную замену платине в качестве катализатора (2015, 20 августа)
получено 7 августа 2020
с https: // физ.орг / Новости / 2015-08-ученые-платино-catalyst.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

,

Безметалловый катализатор в топливном элементе превосходит платину

Noble way to low-cost fuel cells, halogenated graphene may replace expensive platinum
Схематическое изображение краевых расширений XGnP показано на верхних изображениях. На нижних изображениях изображена капсула шаровой мельницы с шариками из чистого графита и нержавеющей стали. Кредит: UNIST

Исследователи из Южной Кореи, Университета Кейс Вестерн Резерв и Университета Северного Техаса обнаружили недорогой и легко производимый катализатор, который лучше, чем платина, проявляет себя в реакциях восстановления кислорода.

Открытие, подробно описанное сегодня в онлайн-издании Nature’s Scientific Reports , является шагом к устранению того, что промышленность считает самым большим препятствием для крупномасштабной коммерциализации технологии топливных элементов.

Топливные элементы могут быть более эффективными, чем двигатели внутреннего сгорания, бесшумны, и по крайней мере один из них производит нулевые выбросы парниковых газов в выхлопной трубе. Производители автомобилей и автобусов, а также производители генераторов для жилых домов и малых предприятий уже более десяти лет тестируют и разрабатывают различные формы топливных элементов, но высокая стоимость и недостаточная эффективность платиновых катализаторов были ахиллесовой пятой.

«Мы сделали безметалловые катализаторы, используя доступный и масштабируемый процесс», — сказал Лиминг Дай, профессор макромолекулярной науки и инженерии Кента Хейла Смита в Case Western Reserve и один из авторов отчета. «Катализаторы более стабильны, чем платиновые, и выдерживают отравление угарным газом и переход метанола».

И в их начальных испытаниях катод, покрытый одной формой катализатора — наночастицами графена, окаймленными йодом, — оказался более эффективным в реакции восстановления кислорода, генерируя на 33 процента больше тока, чем генерируемый коммерческий катод, покрытый платиной.

Исследование проводилось под руководством Чон-Бома Бэка, директора Междисциплинарной школы зеленой энергии / Центра низкоразмерных углеродных материалов при Национальном институте науки и технологий в Ульсане Южной Кореи. Соавторы включают: Ин-Юп Чон, Хён-Чон Чой, Мин Чой, Чон-Мин Со, Сон-Мин Чжон, Мин-Чжон Ким и Неоджунг Пак из Ульсана; Шэн Чжан из Кейс Вестерн Резерв; и Липенг Чжан и Чжэньхай Ся из Северного Техаса.

Как и батарея, топливный элемент преобразует химическую энергию в электрическую.Он работает, удаляя электрон из топлива, обычно водорода или метанола, смешанного с водой, на аноде элемента или положительном электроде, создавая ток.

Образующиеся ионы водорода затем проходят через мембрану на катод или отрицательный электрод. Здесь молекулы кислорода из воздуха расщепляются и восстанавливаются за счет добавления электронов и объединяются с ионами водорода с образованием воды и тепла — единственных побочных продуктов.

Для того, чтобы водородные топливные элементы и топливные элементы с прямым метанолом стали реальной альтернативой ископаемому топливу, требуется лучший и более дешевый катализатор, чем дефицитная и дорогая платина, говорят авторы.

Технология изготовления альтернативных катализаторов основана на простом и дешевом производственном процессе, разработанном несколькими исследователями для изготовления листов графена из графита.

Внутри шаровой мельницы, которая представляет собой контейнер, наполненный стальными шариками, исследователи разбили графит на однослойные наночастицы графена. Пока канистра вращалась, они вводили газообразный хлор, бром или йод для получения различных катализаторов.

В каждом случае молекулы газа заменяли атомы углерода по зигзагообразным краям нанопластинок, созданных фрезерованием.Тогда не только края были благоприятными для связывания с молекулами кислорода, но и прочность связи между двумя атомами кислорода ослабла. Чем слабее становились кислородные связи, тем более эффективно кислород восстанавливался и превращался в воду на катоде.

При тестировании катод, покрытый нанопластинками с йодной кромкой, показал наилучшие результаты. Катод, покрытый наночастицами с бромной кромкой, генерировал на 7 процентов меньше тока, чем коммерческий катод, покрытый платиной, а нанопластинки с хлором на 40 процентов меньше.

При испытании на долговечность электроды, покрытые нанопластинками, сохраняли от 85,6 до 87,4 процента своего начального тока после 10 000 циклов, в то время как платиновые электроды сохраняли только 62,5 процента.

Окись углерода была добавлена ​​для имитации отравления, которое многие ученые винят в плохой работе платины на катоде. На характеристики катализаторов на основе графена это не повлияло.

Когда метанол был добавлен для воспроизведения перехода метанола от анода к катоду в топливных элементах с прямым метанолом, плотность тока платинового катализатора резко упала.И снова катализаторы на основе графена не пострадали.

«Это первоначальное исследование доказывает, что такие катализаторы работают лучше, чем платина», — сказал Бэк. «Сейчас мы работаем над оптимизацией материалов».


По мере развития топливных элементов роль палладия возрастает.


Дополнительная информация:
Простой и масштабируемый синтез нанопластинок графена с галогенированными краями в качестве эффективных безметалловых электрокатализаторов для реакции восстановления кислорода, Scientific Reports , DOI: 10.1038 / srep01810

Предоставлено
Кейс Вестерн Резервный университет

Ссылка :
Безметалловый катализатор превосходит платину в топливных элементах (5 июня 2013 г.)
получено 7 августа 2020
с https: // физ.орг / Новости / 2013-06-безметаллический-катализатор превосходит по-платино-fuel.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *