Слайд 1Цены на платиновые металлы
Au – 2319/2692
Ag – 32/33
?
Слайд 2Родий
Трехмаршрутные катализаторы (TWC) (пористая керамика с нанесенным γ-Al2O3, содержащим примеси
Rh, Pd, Pt и оксидов La, Ce, Ba, Ni):
2 NO(г)
↔ |(NO)2|Rh ↔ N2O(г) + ORh
N2O(г) ↔(N2O)Rh ↔ N2 (г)+ ORh
CO(г) ↔ (CO)Rh
(CO)Rh + ORh ↔(CO2) (г)
сера – отравляющая примесь
Корреляция цены на Rh с производством автомобилей
Ювелирное дело (холодный белый блеск Rh хорошо сочетается с бриллиантами, нанесение на ювелирное изделие покрытия Rh уменьшает износ и увеличивает твердость изделия, защищая от царапин, а также придает яркий блеск).
Слайд 3Родий
Термопары с платиной (Pt-Rh/Pt, Pt-Rh/Pt-Rh, Pt/Rh)
Сплав Rh-Pt — фильеры для
стеклонитей, очень эффективный катализатор для производства HNO3 окислением аммиака воздухом
(до сих пор нет альтернативной замены)
Катализатор для удаления NO3- из сточных вод (восстановление до N2)
Слайд 4Рутений
износоустойчивые сплавы (для электрических контактов) и моно-кристаллические суперсплавы на основе
Ni и Al (сплав TMS-138A содержит 3.8% рутения)
RuO2 (суперконденсаторы, оксидные
аноды для установок обеззараживания воды в бассейнах)
RuO4 (окислитель в некоторых процессах органического синтеза)
Слайд 5Суперконденсаторы
Большая площадь поверхности электродов
Малая «толщина изолятора» = толщина двойного электрического
слоя в электролите
=> Емкость до нескольких Ф !
Маленькая удельная энергия,
но большая мощность
Слайд 6Применение суперконденсаторов
Гиперкар Owl японской компании Aspark разогнался с нуля до
«сотни» за 1,921 секунды. Масса автомобиля — 850 килограммов, высота
— 99 сантиметров. Для питания моторов используется не только аккумуляторы, но и суперконденсаторы, которые помогают при кратковременном разгоне. Цена - 460 млн. иен (267 млн. рублей).
https://motor.ru/news/owlrun-14-02-2018.htm?utm_source=from_lenta
Слайд 7Палладий
Катализатор, в основном в процессе гидрогенизации жиров и крекинге нефти
(аналог Pt)
Обратимо поглощает водород (выделение H2 из смеси газов)
Ювелирное дело
Норникель
– РАН
середина 2000-х
Слайд 8Осмий
OsO4 (органическая химия и биология (для окрашивания препаратов, в микроскопии))
187Os
(для определения возраста некоторых горных пород). 187Re -период полураспада 4.12*1010
лет- превращается в 187Os. Измерив относительную концентрацию рения и осмия, можно определить возраст породы.
Сплав «осрам» (Os + W) использовался для изготовления нитей ламп накаливания.
Компонент сверхтвёрдых и износостойких сплавов с Ir и Ru (опорные оси точных приборов, наконечники перьев для авторучек)
Слайд 9Иридий
«Золотое» перо
Добавка 10% Ir к Pt повышает ее твердость и
предел прочности почти в 3 раза. Если же количество Ir
в сплаве увеличить до 30%, твердость сплава возрастет ненамного, но зато предел прочности увеличится еще вдвое – до 99 кг/мм2. Поскольку такие сплавы обладают исключительной коррозионной стойкостью, из них делают жаростойкие тигли, выдерживающие сильный нагрев в агрессивных средах. В таких тиглях выращивают, в частности, кристаллы для лазерной техники. Pt-Ir сплавы привлекают и ювелиров – украшения из этих сплавов красивы и почти не изнашиваются. Из Pt-Ir сплава делают также эталоны.
Слаботочная техника → идеальный материал для контактов. Каждый раз, когда происходит замыкание и размыкание обычного медного контакта, возникает искра; в результате поверхность меди довольно быстро окисляется. Когда мы имеем дело со слаботочной аппаратурой, например, в технике связи, тонкий слой CuO затрудняет прохождение тока через контакт.
Катализатор (Ir - Ni - получение пропилена из ацетилена и метана).
Слайд 10Платина
Катализатор! Гидрирование, окисление, обмен газовой фазы с электролитом в топливных
элементах, …
Что можно и что нельзя прокаливать в платиновых тиглях?
PtF6
– окислитель
Химиотерапия опухолевых заболеваний (цис-[Pt(NH3)2Cl2)] цисплатин, ингибирование деления раковых клеток, транс - влияние)
Монеты (Россия, 1828-1845)
Ордена (СССР – орден Ленина)
Слайд 11Материалы для катализаторов
Катализ: гомогенный, гетерогенный
AB + CD
AD + ВС
AB + CD + K
(A-B-C-D-K) AD + BC + K
K
v = A∙exp (-EA/kT)
Слайд 12Мультиплетная теория катализа:
Принцип геометрического соответствия (Баландин) – каталитически активна группа
атомов на поверхности (молекула сорбируется несколькими точками), активность зависит от
соответствия их расположения и формы молекулы
2 центра
3 центра
4 центра
C6H6 + 3H2
кат
ГЦК металлы:
Pt, Pd, Ir, Rh, Cu, Ni –
да ( Me-Me 0,277 – 0,248 нм)
Th, Pb, Ag, Au – нет ( Me-Me 0,288 – 0,360 нм)
Слайд 14Энергетический фактор:
E = QAD +QBC – QAB – QCD
q =
QAK + QBK + QCK + QDK
q = (QAD +QBC
+ QAB + QCD)/2 – оптимальное соотношение скоростей сорбции и десорбции
Слайд 15Теория активных центров (Тейлор) - сравнение валентной насыщенности атомов на
поверхности
Теория активных ансамблей (Н.И. Кобозев) – каталитически активны группы активных
центров определенного размера
Катализ на полупроводниках
Катализаторы как композитные материалы
каталитически активный компонент + носитель - удельная поверхность, пористость