无水氧化铂1314-15-4(PtO2)的研究与应用

化学前衍 2024-08-14 14:59:36

无水氧化铂(PtO2)的研究与应用

基本属性

无水氧化铂名称

中文名: 二氧化铂

英文名: Platinum(IV) oxide

中文别名: 氧化铂(IV) | 亚当斯催化剂 | 无水氧化铂 | 氧化铂

CAS号: 1314-15-4

无水氧化铂物理化学性质

密度: 10.2

熔点: 450ºC

分子式: O2Pt

分子量: 227.083

精确质量: 226.954636

PSA: 34.14000

外观性状: 结晶

储存条件

保持贮藏器密封、储存在阴凉、干燥的地方,确保工作间有良好的通风或排气装置

物理性质

- **外观**:黑色或棕色粉末

- **密度**:约为 10.4 g/cm³

- **熔点**:> 1200 °C

- **溶解性**:不溶于水,但可溶于浓硫酸和氢氟酸

主要用途

无水氧化铂广泛应用于多个领域:

1. **催化剂**:最常见的用途是在有机合成中作为催化剂,特别是在氢化反应和氧化反应中。它能够有效地加速反应速度,提高产物选择性。

2. **电化学**:在燃料电池和电解水等电化学反应中,PtO2作为电极材料,提供了良好的导电性与催化活性。

3. **分析化学**:用于高灵敏度检测技术,如气相色谱和质谱分析中的催化转化剂。

二氧化铂是黑色固体﹔熔点450℃﹐相对密度10.2 ﹔不溶于水、浓酸和王水。在有机合成中广泛用作氢化反应的催化剂。

加氢催化剂,适用于双键、三键、芳香烃、羰基、腈、硝基还原作用 2、优良吸氢材料 3、电子工业中低阻值范围的电阻 4、电位器等元件配料用原料和电子工业厚膜线路材料

合成路线

无水氧化铂可以通过多种方法合成,以下是几种常见的合成路线:

1. **从氯化铂酸盐合成**:

- 将氯化铂酸盐(如H2[PtCl6])与氨水反应,生成氢氧化铂。

- 然后在空气中加热氢氧化铂,脱去水分,得到无水氧化铂。

2. **直接氧化法**:

- 将金属铂在氧气环境中加热,以形成无水氧化铂。这一过程需要严格控制温度和氧气浓度,以防止生成其他铂化合物。

3. **还原法**:

- 使用强还原剂(如氢气或其它金属)还原含铂化合物,以获取无水氧化铂。

一般由氯铂酸与硝酸钠在约500℃熔融制取。1.将纯的H2PtCl6浓溶液与Na2CO3浓溶液一起煮沸生成PtO2·xH2O沉淀。沉淀在200℃下烘数小时后即不溶于酸。用稀Na2CO3溶液和蒸馏水剧烈煮沸沉淀以去除氯化物。最后用稀H2SO4和蒸馏水处理沉淀以除去碱。过滤,置于水浴上干燥。2.烧杯中放入9gNaNO3和10mL10%H2PtCl6溶液。用玻棒不断搅拌下,用小火小心蒸发至干(注意勿使混合物局部熔融)。另取100gNaNO3在400mL烧杯中加热至520℃(用热电偶控温),立即加入上述蒸干的残渣粉末,移去火焰。几乎定量地生成深棕色的二氧化铂沉淀。在冷却、固化过程中转动烧杯,使熔融物在杯壁上固化成细粒状,避免烧杯破裂。冷却的熔融物用约2L水溶洗,抽滤沉淀物,用水反复洗涤。在抽滤洗涤过程中,沉淀要始终浸没在水面下,以免形成胶体进入滤液。最后在放有CaCl2的真空干燥器中干燥。

使用注意事项

在使用无水氧化铂时,应注意以下几点:

1. **安全性**:由于无水氧化铂是一种强氧化剂,在处理时应佩戴适当的个人防护装备(如手套、口罩和护目镜)。

2. **储存条件**:应避免与还原剂或易燃物质接触,以防止引发危险反应。

3. **处理废弃物**:在处理含有无水氧化铂的废弃物时,要遵循相关环保法规,确保安全处置。

运输与存储

无水氧化铂的运输与存储需要遵循一定的规范:

1. **包装要求**:应使用耐腐蚀的容器进行包装,并标明其危险性。

2. **运输条件**:在运输过程中,应避免剧烈震动和潮湿环境,确保包装完好。

3. **存储要求**:建议存放在阴凉、干燥的地方,并远离火源和还原剂。

结论

无水氧化铂作为重要的催化剂和电化学材料,在化学研究和工业生产中占据着不可或缺的地位。了解其基本属性、合成方法以及使用注意事项,有助于更安全、高效地利用这一化合物。在未来的研究与应用中,无水氧化铂仍将发挥重要作用。

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