在自然界中未曾發(fā)現(xiàn)過游離態(tài)的銦單質(zhì),1863年,德國的賴希和李希特,用光譜法研究閃鋅礦,發(fā)現(xiàn)新的元素,即銦。
鉈被發(fā)現(xiàn)和取得后,德國弗賴貝格(Freiberg)礦業(yè)學(xué)院物理學(xué)教
銦
銦
授賴希由于對鉈的一些性質(zhì)感興趣,希望得到足夠的金屬進行實驗研究。于是他在1863年開始在夫賴堡希曼爾斯夫斯特出產(chǎn)的鋅礦中尋找這種金屬。這種礦石所含主要成分是含砷的黃鐵礦、閃鋅礦、輝鉛礦、硅土、錳、銅和少量的錫、鎘等。賴希認為其中還可能含有鉈。雖然實驗花費了很多時間,他卻沒有獲得期望的元素。但是他得到了一種不知成分的草黃色沉淀物。他認為是一種新元素的硫化物。
鉑(Pt)元素在周期表中第10族(ⅧB)鉑族元素,原子序數(shù)78,穩(wěn)定的同位素有194,195,196,198。密度21.45g/cm,熔點1769℃,沸點3827±100℃,氧化態(tài)+2、+3、+4價,銀白色具有良好延展性的金屬。鉑在空氣中不被氧化,在450℃以下無明顯的氧化膜生成,450℃以上生成揮發(fā)性氧化物稍有失重。在500℃的氧氣氣氛中能氧化成氧化鉑??杀畸u素、氰化物、硫和苛性堿腐蝕。在1000℃將鉑暴露在硫化氫中,12小時后可觀察到少量腐蝕。不溶于鹽酸、硝酸,但溶于王水,生成六氯合鉑(Ⅳ)酸(H2PtCl6)。鉑是很好的吸氫材料,要避免長時間暴露在含碳的強還原氣氛(如C、CO、CO2)中。
在石油和化工過程中富盛名的鉑催化劑及其催化過程有:
(1)鉑重整催化劑及鉑重整過程:在石油煉制工業(yè)中,將石油中的C6~C8烷烴餾分分離出來,經(jīng)過重整,轉(zhuǎn)化成C6~C8芳烴,即苯、甲苯、二甲苯的過程,所用催化劑為鉑催化劑,過程的目的是增產(chǎn)芳烴、提高汽油的辛烷值。重整過程用催化劑又稱單鉑催化劑(英文名稱single platinum catalyst),以鉑為金屬活性組分,以γ-氧化鋁為載體,鉑含量在0.3~0.7%,酸性組分為氯或氯氟化物,含量為0.1~0.3%。催化劑堆積密度為0.79~0.85g/cm,白色、圓柱狀顆粒。活性組分鉑起到加速直鏈的烷烴脫氫及芳構(gòu)化反應(yīng)。提高催化劑中鉑含量,有利于芳構(gòu)化反應(yīng)和催化劑的抗毒能力。另一種鉑重整催化劑為鉑-錸雙金屬催化劑。重整反應(yīng)溫度為400~500℃,壓力2.5~3.0MPa。催化劑使用周期可在一年以上。
(2)氨氧化過程采用鉑銠絲網(wǎng)催化劑,氨與空氣經(jīng)鉑銠絲網(wǎng)催化劑,在850~900℃反應(yīng)生成一氧化氮和水,一氧化氮再被氧化成二氧化氮,水吸收生成硝酸。
(3)低碳烴催化芳構(gòu)化,C5~C6 烴異構(gòu)化過程采用載鉑的氧化鋁催化劑。目的是增產(chǎn)芳烴和提高汽油辛烷值。
主要性能指標(biāo)
(1)活性。是衡量催化劑效能大小的標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)上通常以單位體積(或重量)催化劑在一定條件下,單位時間內(nèi)所得到的產(chǎn)品數(shù)量來表示。
(2)選擇性。是指催化劑作用的專一性,即在一定條件下,某一催化劑只對某一化學(xué)反應(yīng)起加速作用。選擇性通常以反應(yīng)后所得指望產(chǎn)物的克分子數(shù)與參加反應(yīng)的原料克分子數(shù)之比的百分數(shù)表示。
(3)穩(wěn)定性。是指催化劑在使用過程中保持其活性及選擇性不變的能力,通常以使用壽命來表示。催化劑的良好性能不僅取決于活性金屬的固有特性(原子的電子結(jié)構(gòu)等),而且取決于其結(jié)晶構(gòu)造、粒子大小、比表面積、孔結(jié)構(gòu)及分散狀態(tài)等因素。此外,助催化劑及載體對催化劑的性能也有重要影響。