二氧化鉑在不對稱合成中的應用與挑戰(zhàn)
不對稱合成是制備手性分子的核心技術,對手性藥物和精細化學品至關重要。盡管二氧化鉑(亞當斯催化劑)是一種的通用加氫催化劑,但在非均相不對稱催化領域,它面臨著挑戰(zhàn)。其挑戰(zhàn)在于:傳統(tǒng)的二氧化鉑還原后生成的是非手性的鉑金屬表面,缺乏對手性分子進行區(qū)分和誘導的能力,因此催化的氫化反應通常得到外消旋(racemic)的產(chǎn)物,即等量的左旋和右旋對映異構體的混合物。為了實現(xiàn)不對稱誘導,對催化劑進行手性修飾。主要策略是:在反應體系中加入手性修飾劑(chiral modifiers),如金雞納生物堿(如辛可尼?。⒒蛱囟ǖ氖中园被岬?。這些手性分子會選擇性地吸附在鉑金屬的特定晶面上,“印刻”出手性環(huán)境,從而使得前手性底物(如α-酮酸酯、烯醇酯)以一種對映體選擇性的方式被加氫。然而,這個過程非常精細,對反應條件(溶劑、壓力、溫度、修飾劑濃度)極其敏感,重現(xiàn)性有時不佳,且底物普適性有限。因此,雖然二氧化鉑體系在某些特定反應中能實現(xiàn)高對映選擇性(如α-酮酸酯的氫化),但更、更通用的不對稱氫化通常由均相手性催化劑(如手性膦-銠、釕配合物)完成。二氧化鉑在這一領域的應用仍是研究的熱點而非主流。
氧化鉑回收中的火法-濕法聯(lián)合工藝
對于成分極其復雜、含有多種難處理雜質(zhì)的含氧化鉑廢料,單一的火法或濕法工藝往往力有未逮,此時采用火法-濕法聯(lián)合工藝是佳選擇,它能綜合兩者的優(yōu)勢,實現(xiàn)回收。聯(lián)合工藝的典型流程是:①火法預處理(富集):將廢料在高溫爐中進行氧化焙燒,去除有機物、揮發(fā)份和部分易揮發(fā)金屬雜質(zhì)。隨后,可能進行還原熔煉,加入適當?shù)娜蹌┖筒都瘎ㄈ玢~、鉛),將分散的鉑富集到金屬相中,形成貴金屬合金錠,與大量的渣相分離。這一步地提高了后續(xù)處理物料的鉑品位,并消除了有機物的干擾。②濕法精煉(提取與純化):將得到的貴金屬合金錠通過電解(若捕集劑為銅)或酸溶(若捕集劑為鉛,需行灰吹)處理,使捕集金屬進入溶液,而鉑等貴金屬則富集在陽極泥或殘渣中。然后,對此富集物采用濕法冶金處理,通常用王水或鹽酸-氧化劑體系溶解,得到含鉑的貴液。后,通過溶劑萃取或選擇性沉淀(如氯化銨沉淀氯鉑酸銨)等方法,將鉑與其他貴金屬(如鈀、銠)分離和提純,得到高純度的鉑產(chǎn)品。這種聯(lián)合工藝路線長、投資大,但適應性強、回收率高,是處理復雜低品位廢料的技術方案。
氧化鉑回收納米結構氧化鉑的制備與新興應用
隨著納米科技的發(fā)展,對氧化鉑的研究已不再局限于傳統(tǒng)的無定形粉末,而是轉(zhuǎn)向可控合成納米結構的氧化鉑,以開拓其新興應用。通過改進的沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱/溶劑熱法、以及模板法,可以制備出不同形貌的納米氧化鉑,如納米顆粒、納米線、納米片等。對這些納米結構的控制,能暴露出特定的晶面,產(chǎn)生更多的表面缺陷和不飽和位點,從而顯著改變其物理和化學性質(zhì)。新興應用探索包括:1. 傳感器:利用其大的比表面積和催化活性,構建高靈敏度的電化學或電阻式氣體傳感器(如用于檢測H?, CO)。2. 光催化:探索其作為助催化劑或與其他半導體(如TiO?)復合,在光解水制氫或降解污染物方面的應用。3. 電催化:納米結構化的氧化鉑作為前驅(qū)體,可用于制備電極材料,應用于更的電化學能量轉(zhuǎn)換裝置(燃料電池、電解槽)。4. 醫(yī)學診斷與治療:鉑納米材料在藥物傳遞和生物成像方面有潛在價值。雖然這些應用大多處于實驗室研究階段,但代表了氧化鉑材料未來的重要發(fā)展方向。
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