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一、Rh、Pd、Ru和Os的CVD制备
对于Rh薄膜的CVD制备,所选用的有机化合物前驱体的分解温度均较低,这对大部分基体材料来说都是可以承受的。近年来,研究人员尝试采用MOCVD法制备Rh薄膜或涂层,前驱体主要有P-二酮类络合物及铑基铑络合物等,但沉积的铑薄膜含有较多的C、0、C1等杂质。
CVD制备的Rh薄膜主要应用于电接触涂层、扩散障碍层及催化剂。用作电子材料时,Pd的应用比Pt更为广泛,但Pd的热分解CVD研究极为少见。所使用的3种Pd的烯丙基类化合物前驱体都不太稳定,挥发率低。所沉积Pd薄膜电阻率约为15时。?cm,接近块状Pd的电阻率(11IX。?cm)。采用Pd(allyl)2^Pd(CH3allyl)2沉积的薄膜C和。含量小于1%(原子百分数),而采用(氏丄)Pd(allyl)沉积的薄膜不含。,但C的含量达到5%。
Ru薄膜具有高强度和化学惰性,主要作为电接触涂层及扩散障碍层应用。采用Ru3(CO),2和Ru(hfb)(C0)4前驱体制备的薄膜质量最好。
Os具有高达3000龙的熔点,硬度特别大且具有很高的功函数,研究认为可应用于高温耐磨材料和热离子二极管方面,如OsCL前驱体用于在Mo和W基体上沉积Os,但沉积温度高达1250Y。因Os极易氧化挥发,其应用受到限制,在铂族金属CVD研究中,应用Os的CVD研究开展得非常少。
二、铂金在汽车催化剂中的作用是有目共睹的。举个例子,一辆配置铂金催化剂的轻度柴油混动汽车的二氧化碳排放量比传统的汽油车减少 35%。同样,钯金被用于轻度汽油混动车的催化剂,但是其碳效率不及柴油混动车。铂族金属不仅仅在这一转变中改善汽车的尾气排放,而且还能在无化石燃料的解决方案中找到它们的应用前景。采用铂基质子交换膜技术的燃料电池由于其体积小电容量高,特别适合用于机动交通工具。这意味着电动车能够以氢气为燃料,根除尾气排放,同时降低对化石燃料的长期依赖。燃料电池也能协助提高初级发电中的再生能源部分,因为它可以以氢气为媒介存储电力。提高可再生来源的发电量反过来能够降低电动车的碳排放影响,使得高碳效率动力系统中的电动车和燃料电池车更容易分别在短程和长途应用中取得成功。
三、镀铂、涂铂的废料中回收铂
从镀铂、涂铂的废料中回收铂,可以采用热膨胀法。利用基体金属与铂的热膨胀系数不 同,在加热条件下,使铂层发生胀裂。将镀铂废件放在750?950笆温度条件下,在氧化气氛 中恒温30min,在上述的温度范围内铂不被氧化,而与铂层接的基体金属(如M。、W)的表 面则被氧化,用5% NaOH(NaHCO3或NHqOH)碱液溶解结合层的基体金属氧化物。通过 振荡后铂层即脱落,沉于碱液槽底,在780?950笆下,将含铂的沉淀加热氧化,以升华基体 金属(如Mo、W),再经碱煮(或酸处理)含铂残渣,以进一步除去贱金属,经洗涤后,残 渣再用王水溶解,过滤、赶硝、用水稀释调节pH = 5?6,水解除杂,用NH4C1沉铂,获得 (NH4)2PtCl6,爐烧得纯海绵铂。
四、砂铂矿石、锇化铱精矿及王水浸渣的处理工艺流程
砂铝矿和原生铂矿石经重选等选矿技术处理,可产出铂精矿和锇化铱精矿。目前,铝精矿和锇化铱精矿的量已很少,仅占铂族金属产量的极小部分,但历史上曾是铂族金属的唯一来源,目前仍有少量的铂精矿和锇化铱精矿需要继续处理。
铂族金属精炼过程中产出的王水(或HC1-C1J浸出渣中锇、铱含量较高,常须釆用处理铂精矿和锇化铱精矿的相同工艺进行处理,故放在一起讨论。
17.4.5.2砂铂矿和原生铂矿精矿的处理
与硫化铜镍矿选矿产出的含铂族金属硫化铜镍混合精矿比较,砂铂矿和原生铂矿精矿中铂族金属含量较高,且以铂为主,其他铂族金属含量均较低,故处理工艺比较简单。
通常取样后,用王水浸出,也可用水溶液氯化浸出,几乎全部的铝、铂、铑、铁、铜和其他非金属及部分铱、钌转入浸液中,而锇化铱、石英、铭铁矿与其他不溶物留在浸渣中。釆用氯化铱沉淀等方法从浸液中提取铂和回收其他少量贵金属。浸渣加氧化钠和氢氧
化钠熔融、水浸,与沉淀物一起转入蒸器中,通CL2蒸锇、钌。
17.4.5.3锇化铱精矿的处理
锇化铱精矿颗粒粗大,须先细化为微细粉末后才用下列方法处理:(1)碱熔-蒸增法;(2)氯化焙烧-蒸法;(3)过氧化颈烧结-蒸法;(4)反复合金碎化-蒸法;(5)铝热合金化-蒸法;(6)氧化灼烧及氯化挥发等。
19世纪40年代以来,一般釆用加锌碎化一碱熔一锇、钌蒸璃工艺处理,此工艺流程冗长、繁琐、作业条件差,虽然锇、钌蒸出率较髙,但铂、铱、铑及钯浸出率较低,须反复进行多次(每次铂、铱等的浸出率仅10%~15%)。
碎化一氯化焙烧一锇、钌蒸工艺,不仅锇、钌蒸出率较高,且铂、铱、铑及钯的浸出率高,作业条件好,周期短,金属回收率高。
南非研发的铝热合金化一锇、钌蒸工艺,用于处理王水(或HC1-C1J浸出渣及锇铱矿的指标均较高,但当锇、钌含量较高时,在细化粉末转移过程中有爆炸危险,即使处理批量仅为1~2kg也曾发生爆炸事故,须小心操作。
我国从砂金尾矿中选出的自然锇铱合金(含。s40%,Ir20%)颗粒粗大,坚硬,曾试验釆用铝热合金化一锇、钌蒸馏工艺进行处理。
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