钯金是什么(钯金历史和应用领域介绍)

全球市场上的钯（Pd）价格继续上涨，2019 年甚至翻了一番。但仅仅因为它是一种相对稀有的金属就证明需求的持续增长是合理的吗？是什么让钯金条比金条更值钱？矛盾的是，最简单的答案是：生态！

钯 (Pd) 是一种原子序数为 46 的化学元素，位于铑 (Rh) 和银 (Ag) 之间的门捷列夫表上– 这个位置揭示了它与以其矛盾效应而闻名的铂族金属的关系。一方面，它们对大多数物质都具有极强的抵抗力；另一方面，它们充当许多重要反应的催化剂！

钯金的历史

在 17 世纪初，巴西的矿工已经开始开采所谓的 毫无价值的黄金（ouro podre），它实际上是黄金和钯的原生合金。然而，这一观察结果并未被科学家使用。1803 年，英国化学家和物理学家威廉·海德·沃拉斯顿 (Willliam Hyde Wollaston)首次从原始铂金中分离出钯。这个名字的灵感来自当时新发现的小行星帕拉斯，它反过来又是为了纪念古希腊智慧女神帕拉斯雅典娜或处女座而受洗的。令他惊讶的是，沃拉斯顿观察到，通过在硝酸和盐酸溶液中熔化铂，他总是得到某种沉淀物，结果证明是钯杂质。有趣的是，沃拉斯顿并没有向全世界宣布他的发现，而是开始将由此产生的金属作为“新银”出售。直到爱尔兰科学家 Richard Chenevix 确定其成分为钯汞合金后，Wollaston 才公开了他早期的工作并制定了钯的综合表征。

钯的性质 – 它形成什么化合物？

与大多数铂金属一样，钯是一种具有结晶结构的灰白色金属，但它的特点是最高的柔软度、最低的密度和最低的熔点（1554.9 摄氏度）。它在2000度的温度下达到沸点。963 摄氏度。与空气接触不会变黑，并且具有极强的耐腐蚀性。

钯也是所有相关金属中反应性最强的，很容易受到加热到高温的酸的影响。因此，它溶解在硝酸中得到硝酸钯，当与浓硫酸结合时得到硫酸钯。在氧或氯存在下，即使在盐酸中也能溶解，而且易受熔融碱性氧化物的作用，在500摄氏度的温度下，也能与氯和氟接触。加热时，它还与非金属元素结合，例如磷、砷、硫、硅和硒。钯表面是氧和氢反应的极好催化剂，例如用于不饱和有机化合物的氢化。在有利的条件下（温度为 80 摄氏度，压力为 1 个大气压），钯能够吸收等于其体积 900 倍的氢气！因此，它变得更硬、更坚固且延展性更差。由于这个过程，形成了金属氢化物，以后很容易从中释放出氢气。这种机制在工业上用于净化钯制成的管道中的氢气。在自然界中，我们发现了通常形成单一结构的六种稳定的钯同位素。它最大的部分是钯 106、钯 108 和钯 105。

钯的产矿

在铂金属中，钯是地壳中含量最丰富的金属之一（0.015 ppm），但仍比银或金稀有得多。它很少以其原生形式被发现 – 也就是说，与大多数金属的典型情况不同，它会产生具有均匀结构的沉积物。在少量铂和铱的陪伴下，它出现在巴西、哥伦比亚、南非和乌拉尔山脉。此外，它有时是金、银、镍和铜矿石的一部分，获得它的主要方法是提炼镍、锌和铜。这是另一个瓶颈，阻止钯金的供应与需求成正比增长。目前世界上最大的钯生产国是俄罗斯、南非、加拿大和美国。

钯金应用

钯及其合金有时被用作铂的替代品，用于生产珠宝和电触点。与黄金结合，它可以提供用于珠宝以及手表轴承、弹簧和科学仪器镜子的高品质“白金”。此外，它是牙科中使用的合金的常见成分。

然而，今天钯的最大和最重要的用途是汽车工业中催化转化器的生产，这解释了其价值的惊人增长。这些反应堆是目前生产的所有汽油和混合动力汽车排气系统的一部分。它们通过将有毒气体（例如一氧化碳和二氧化氮）转化为危害较小的化合物（例如氮气、二氧化碳和水蒸气）来减少排放。与铂相比，催化剂中的钯在去除燃料中未燃烧和部分燃烧的碳氢化合物方面更有效。

钯是这些反应堆的关键且迄今为止不可

替代的组成部分，由于包括中国在内的世界上许多国家收紧环保政策，对钯的需求仍在增长。越来越多的消费者也有意识地从柴油车转向汽油车和混合动力车。因此，在供应相当有限的情况下，钯金的价格必须上涨！此外，钯涂层用于电子产品中的印刷电路元件，钯本身也用于生产笔记本电脑和手机所需的多层陶瓷电容器。

• 钯对健康的影响
• 根据现代科学家的说法，钯在我们的生态系统中没有任何生物学作用。它被认为是无毒或非常低毒的，即使被摄入，也不会被消化系统正确吸收。事实上，直接接触皮肤或眼睛会引起刺激。液态钯金甚至会导致灼伤！一般来说，如果意外摄入含有催吐的物质，不建议催吐——最好给水或牛奶喝。如果接触到皮肤或眼睛，建议用清水彻底冲洗。
• 有趣的是，我们大多数人几乎没有机会遇到的钯化合物被认为是非常有毒甚至致癌的。例如，当实验动物摄入、吸入或通过皮肤吸收氯化钯时，会对骨髓、肝脏和肾脏造成损害。

钯金与环境

• 在某些类型的土壤中，甚至在某些树木的叶子中，发现少量钯。尽管厚尾凤眼莲（也称为水葫芦）即使在低浓度的钯盐下也会死亡，但在这些最小的天然剂量下，大多数植物都能耐受它而不会出现大问题。然而，实验表明，在 3 ppm 以上的剂量下，钯能够抑制大多数物种的生长。因此，不建议将其缓慢释放到环境中。
• 与此同时，钯在汽车工业中的工业使用增加——尽管自相矛盾地是出于对废气风险的空气质量的关注——近年来导致土壤、沉积物、植物和水生生态系统。科学家们目前正在研究这种污染对我们生活的环境可能产生的影响，但大多数问题仍未得到解答。
• 然而，已经在探索减少工业过程中钯泄漏到环境中的方法。不幸的是，不仅钯而且铂和铑的更广泛使用似乎对动植物都构成了潜在威胁，因此希望问题能够在为时已晚之前得到解决！