氧化鈀回收熱力學(xué)特性與穩(wěn)定性
熱重分析(TGA)顯示氧化鈀在空氣中穩(wěn)定至750°C,分解焓ΔH=145 kJ/mol。標(biāo)準(zhǔn)生成自由能ΔG°f(298K)=-35.6 kJ/mol。在還原性氣氛(H?濃度>5%)中,200°C即開(kāi)始還原為金屬鈀。酸堿穩(wěn)定性測(cè)試表明:在pH=2-12范圍內(nèi)溶解量<0.1 mg/L,但會(huì)溶于熱濃鹽酸或王水,溶解速率隨溫度升高呈指數(shù)增長(zhǎng)(活化能Ea=58 kJ/mol)。
氧化鈀回收的濕法冶金工藝詳解
濕法冶金是氧化鈀回收的核心技術(shù)之一,尤其適用于低濃度含鈀廢液或電子廢料的處理。該工藝通常包括浸出、分離、純化和煅燒四個(gè)關(guān)鍵步驟。
在浸出階段,含鈀廢料(如廢舊電路板、催化劑載體)需經(jīng)過(guò)破碎預(yù)處理,隨后采用強(qiáng)酸體系(如王水、鹽酸+氯氣/過(guò)氧化氫)溶解鈀,使其以H?PdCl?或Pd(NO?)?形式進(jìn)入溶液。對(duì)于難溶物料,可加壓加熱(80–120°C)以提高浸出率。
分離階段旨在去除共存金屬雜質(zhì)(如銅、鎳、鐵)。溶劑萃取法(如使用二甲基乙二肟、磷酸三丁酯)可選擇性富集鈀;而離子交換樹(shù)脂則適用于低濃度溶液的深度提純。
純化階段通過(guò)調(diào)節(jié)pH(氨水沉淀法生成[Pd(NH?)?]Cl?)或還原劑(如甲酸、水合肼)直接獲得鈀黑,再經(jīng)氧化焙燒(500–700°C)轉(zhuǎn)化為高純PdO。濕法工藝的回收率可達(dá)95%以上,但需嚴(yán)格控制廢水中的酸和重金屬殘留。
氧化鈀回收納米氧化鈀的制備與特性
納米氧化鈀(粒徑<100 nm)的制備方法包括:
化學(xué)還原法:用NaBH?還原PdCl?后氧化,獲得20-50 nm顆粒
微乳液法:CTAB/正己醇/水體系控制形貌,可得立方體納米晶
等離子體法:Ar/O?等離子體處理金屬鈀靶,制備超細(xì)粉末
納米效應(yīng)導(dǎo)致:
比表面積增至80-120 m2/g
表面氧空位濃度提高至1.2×101? cm?2
CO氧化活性提升10倍(因更多{100}高活性晶面暴露)
但納米顆粒易團(tuán)聚,需采用PVP或檸檬酸鈉進(jìn)行表面修飾。