在自然界中未曾发现过游离态的铟单质,1863年,德国的赖希和李希特,用光谱法研究闪锌矿,发现新的元素,即铟。
铊被发现和取得后,德国弗赖贝格(Freiberg)矿业学院物理学教
铟
铟
授赖希由于对铊的一些性质感兴趣,希望得到足够的金属进行实验研究。于是他在1863年开始在夫赖堡希曼尔斯夫斯特出产的锌矿中寻找这种金属。这种矿石所含主要成分是含砷的黄铁矿、闪锌矿、辉铅矿、硅土、锰、铜和少量的锡、镉等。赖希认为其中还可能含有铊。虽然实验花费了很多时间,他却没有获得期望的元素。但是他得到了一种不知成分的草黄色沉淀物。他认为是一种新元素的硫化物。
铂(Pt)元素在周期表中第10族(ⅧB)铂族元素,原子序数78,稳定的同位素有194,195,196,198。密度21.45g/cm,熔点1769℃,沸点3827±100℃,氧化态+2、+3、+4价,银白色具有良好延展性的金属。铂在空气中不被氧化,在450℃以下无明显的氧化膜生成,450℃以上生成挥发性氧化物稍有失重。在500℃的氧气气氛中能氧化成氧化铂。可被卤素、氰化物、硫和苛性碱腐蚀。在1000℃将铂暴露在硫化氢中,12小时后可观察到少量腐蚀。不溶于盐酸、硝酸,但溶于王水,生成六氯合铂(Ⅳ)酸(H2PtCl6)。铂是很好的吸氢材料,要避免长时间暴露在含碳的强还原气氛(如C、CO、CO2)中。
在石油和化工过程中最富盛名的铂催化剂及其催化过程有:
(1)铂重整催化剂及铂重整过程:在石油炼制工业中,将石油中的C6~C8烷烃馏分分离出来,经过重整,转化成C6~C8芳烃,即苯、甲苯、二甲苯的过程,所用催化剂为铂催化剂,过程的目的是增产芳烃、提高汽油的辛烷值。重整过程用催化剂又称单铂催化剂(英文名称single platinum catalyst),以铂为金属活性组分,以γ-氧化铝为载体,铂含量在0.3~0.7%,酸性组分为氯或氯氟化物,含量为0.1~0.3%。催化剂堆积密度为0.79~0.85g/cm,白色、圆柱状颗粒。活性组分铂起到加速直链的烷烃脱氢及芳构化反应。提高催化剂中铂含量,有利于芳构化反应和催化剂的抗毒能力。另一种铂重整催化剂为铂-铼双金属催化剂。重整反应温度为400~500℃,压力2.5~3.0MPa。催化剂使用周期可在一年以上。
(2)氨氧化过程采用铂铑丝网催化剂,氨与空气经铂铑丝网催化剂,在850~900℃反应生成一氧化氮和水,一氧化氮再被氧化成二氧化氮,水吸收生成硝酸。
(3)低碳烃催化芳构化,C5~C6 烃异构化过程采用载铂的氧化铝催化剂。目的是增产芳烃和提高汽油辛烷值。
主要性能指标
(1)活性。是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下,单位时间内所得到的产品数量来表示。
(2)选择性。是指催化剂作用的专一性,即在一定条件下,某一催化剂只对某一化学反应起加速作用。选择性通常以反应后所得指望产物的克分子数与参加反应的原料克分子数之比的百分数表示。
(3)稳定性。是指催化剂在使用过程中保持其活性及选择性不变的能力,通常以使用寿命来表示。催化剂的良好性能不仅取决于活性金属的固有特性(原子的电子结构等),而且取决于其结晶构造、粒子大小、比表面积、孔结构及分散状态等因素。此外,助催化剂及载体对催化剂的性能也有重要影响。