氧化鈀回收熱力學(xué)特性與穩(wěn)定性
熱重分析(TGA)顯示氧化鈀在空氣中穩(wěn)定至750°C,分解焓ΔH=145 kJ/mol。標(biāo)準(zhǔn)生成自由能ΔG°f(298K)=-35.6 kJ/mol。在還原性氣氛(H?濃度>5%)中,200°C即開始還原為金屬鈀。酸堿穩(wěn)定性測試表明:在pH=2-12范圍內(nèi)溶解量<0.1 mg/L,但會(huì)溶于熱濃鹽酸或王水,溶解速率隨溫度升高呈指數(shù)增長(活化能Ea=58 kJ/mol)。
氧化鈀回收的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)
氧化鈀的化學(xué)式為 PdO,其晶體結(jié)構(gòu)屬于四方晶系,空間群為 P4?/mmc,其中鈀以 +2 價(jià)氧化態(tài)存在,與氧形成穩(wěn)定的離子鍵。在氧化鈀的晶格中,每個(gè)鈀原子與四個(gè)氧原子配位,形成層狀結(jié)構(gòu),這種排列方式使其在催化反應(yīng)中能夠提供活性位點(diǎn)。工業(yè)回收的氧化鈀可能含有少量雜質(zhì),如未完全氧化的鈀金屬顆粒、其他鉑族金屬(如 Pt、Rh)或來自廢料的硅、鋁等元素。
通過 X 射線衍射(XRD)分析,可以明確氧化鈀的晶體結(jié)構(gòu)并檢測雜質(zhì)相。若回收過程中涉及化學(xué)沉淀法,氧化鈀可能以無定形或納米晶形式存在,其比表面積較高,催化活性更強(qiáng)。此外,某些回收工藝可能產(chǎn)生水合氧化鈀(PdO·xH?O),需通過煅燒去除結(jié)合水以獲得純 PdO。為確保回收氧化鈀的純度,通常采用 ICP-MS(電感耦合等離子體質(zhì)譜)或 AAS(原子吸收光譜)進(jìn)行成分分析,確保鈀含量達(dá)到 99% 以上,以滿足應(yīng)用需求。
氧化鈀回收納米氧化鈀的制備與特性
納米氧化鈀(粒徑<100 nm)的制備方法包括:
化學(xué)還原法:用NaBH?還原PdCl?后氧化,獲得20-50 nm顆粒
微乳液法:CTAB/正己醇/水體系控制形貌,可得立方體納米晶
等離子體法:Ar/O?等離子體處理金屬鈀靶,制備超細(xì)粉末
納米效應(yīng)導(dǎo)致:
比表面積增至80-120 m2/g
表面氧空位濃度提高至1.2×101? cm?2
CO氧化活性提升10倍(因更多{100}高活性晶面暴露)
但納米顆粒易團(tuán)聚,需采用PVP或檸檬酸鈉進(jìn)行表面修飾。