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鉑族金屬熔點高、強度大、電熱性穩定、抗電火花蝕耗性高、抗腐蝕性優良、高溫抗氧化性能強、催化活性良好,廣泛應用于汽車尾氣凈化、化工、航空航天、玻纖、電子和電氣工業等領域,用量雖少,但起著關鍵作用,素有“工業維生素”之稱。
除了制造合金外,銠可用作其他金屬的光亮而堅硬的鍍膜,例如,鍍在銀器或照相機零件上。將銠蒸發至玻璃表面上,形成一層薄蠟,便造成一種特別優良的反射鏡面。
(1)催化活性和選擇性高,壽命長。銠及其合金、含銠化合物、絡合物催化劑可用于制醛類和醋酸,汽車廢氣凈化,硝酸生產的氨氧化,塑料、人造纖維、藥物、農藥等有機化工合成,燃料電池電極。
(2)對可見光反射率高而穩定。常用于特殊工業用鏡、探照燈、雷達等反射面的鍍層。
(3)熔點高,抗氧化,耐腐蝕,是化學性質穩定的金屬之一??勺瞿透g容器,大氣中可在1850℃高溫下使用,純銠坩堝可用于生產鎢酸鈣和鈮酸鋰單晶。
(4)銠鍍層硬度高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接觸電阻穩定。鍍銠復合材料是優良的電接觸材料,銠還可用于飾品和其他工業儀器、氣敏元件的鍍層。
(5)改性作用。銠可與鉑、鈀等金屬形成固溶體,對基體起固溶強化作用,提高基體的熔點、再結晶溫度和抗腐蝕性,減少氧化揮發損失,其中鉑銠合金是優良的貴金屬測溫材料;銠與鈦、鋯、鉿、鉭、鈮等金屬形成的化合物對含銠合金起彌散強化作用,增加熱穩定性;銥中加銠可改善銥的加工性能。
(6)加工硬化率高,熱加工成一定尺寸后可以冷加工。
(7)價格昂貴,除特殊使用外,通常只作為添加元素使用。
銠是在1803年由William Wollaston發現的。他和Smithson Tennant在一個商業投資中合作,多半是為了生產出純鉑來出售。這個程序的步是溶解普通的鉑在王水(硝酸+鹽酸)中。不是所有的都溶入了溶液中,它留下了黑色的殘渣(Tennant研究了這些殘渣,終他從中提取出了鋨和銥。)Wollaston全神貫注在這個溶解的鉑溶液,其也包含鈀。他用沉淀法移除了這些金屬,然后留下了一種漂亮的紅色溶液,他從中獲得了玫瑰紅晶體。這些就是氯銠酸鈉,Na3RhCl6。他終從中生產出了這種金屬自身的樣本。世界銠產量約為鉑的2.8%,幾乎全由南非、俄羅斯和加拿大三國生產。金屬銠以海綿狀、粉狀或致密塊狀出售。1990~1993年三國平均年生產的銠分別為7512kg,3227kg(僅指出售給西方國家部分),552kg。1980年以后,西方國家每年從廢料中再生回收并進入市場的銠不斷增加,僅從廢汽車催化劑中回收的銠1989年就達2.5t。主要以銠催化劑、銠合金、銠鍍層、銠化合物應用于化學、石油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車等領域。1992年西方國家共消費銠10.2t,其中汽車廢氣凈化催化劑用量達86%。
銠屬鉑系元素。鉑系元素幾乎完全成單質狀態存在,高度分散在各種礦石中,例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系元素幾乎無例外地共同存在,形成天然合金。在含鉑系元素礦石中,通常以鉑為主要成分,而其余鉑系元素則因含量較小,經過化學分析才能被發現。
1803到1804年,在武拉斯頓發現鈀不久,他將天然鉑礦溶解在王水中,加入氫氧化鈉溶液,中和過剩的酸,再加入氯化銨(NH4Cl),使鉑沉淀為鉑氯化銨((NH4)2[PtCl4]),再加入氰化汞,使鈀沉淀為氰化鈀,濾去沉淀后,往濾液中加入鹽酸,除去過量的氰化汞,并把溶液蒸發至干,出現一種暗紅色沉淀,分析證明是由一種新金屬和鈉的氯化物形成的鹽Na3RhCl6·18H2O。因這種新金屬的具有玫瑰的艷紅色,就以希臘文中玫瑰rhodon命名它為rhodium(銠),元素符號定為Rh。
氧化態-1~+6的銠化合物。以+1和+3氧化態的化合物常見。一些銠化合物是重要的貴金屬材料。
銠的簡單化合物 有氧化物、氫氧化物、硫化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等。(1)Rh2O3:空氣中或氧中加熱銠粉至600~1000℃制得,為灰黑色晶體,不溶于水和酸。(2)Rh(OH)3:往Na3RhCl6溶液中加入NaOH或KOH沉淀出檸檬黃固體,不溶于水,但溶于酸和堿溶液。(3)Rh2S3:通H2S于RhCl3溶液制得,為黑色固體,不溶于水和酸。(4)RhCl3:鹵化物中RhCl3重要,500℃Cl2與銠粉反應生成紅色單斜晶RhCl3。高溫制得的RhCl3不溶于水和酸,空氣中加熱至540℃,分解生成Rh2O3。H2在120℃使RhCl3還原為銠。將Rh(OH)3·nH2O溶于HCl,蒸發濃縮得到紅色晶體RhCl3·3H2O,在180℃HCl氣體中脫水,生成RhCl3,能溶于水,溶液呈紅色,Cl-已與Rh3+配位。加堿至RhCl3水溶液,沉淀出黃色Rh(OH)3。(5)Rh2(SO4)3·14H2O:冷H2SO4與Rh(OH)3反應并在0℃結晶而制得,為黃色固體,其溶液亦為黃色,含Rh3+和SO2-4。煮沸變為紅色,此時 SO2-4與 Rh3+已配位。(6)Rh (NO3)3:沸騰HNO3與RhI3反應制得,易溶于水,常代替RhCl3用于 一些反應中。