Черный платин (черный платин ) представляет собой мелкодисперсный порошок платина с хорошими каталитическими свойствами. Платиновый черный получил свое название из-за его черного цвета.
Платиновая сажа широко используется в качестве тонкой пленки, покрывающей твердый платиновый металл, с образованием платиновых электродов для приложений в электрохимии. Процесс покрытия платиновых электродов таким слоем платиновой черни называется «платинированием платины». Платинированная платина имеет истинную площадь поверхности, намного превышающую геометрическую площадь поверхности электрода, и, следовательно, проявляет действие, превосходящее действие блестящей платины.
Платиновый черный порошок используется в качестве катализатора в топливных элементах с протонообменной мембраной. Обычно платиновую чернь либо напыляют с помощью ультразвукового сопла , либо горячее прессование на мембрану или газодиффузионный слой. Суспензия платиновой сажи и углеродного порошка в растворах этанол-вода служит для оптимизации однородности покрытия, электропроводности и, в случае нанесения на мембрану, для предотвращения обезвоживания мембраны во время нанесения.
Исторически многие «самовозгорающиеся» газовые лампы, духовки и горелки использовали платиновую чернь для катализирования окисления небольшого количества газа, зажигая устройства без спичка или искра. Это особенно хорошо работает для генераторного газа, городского газа и древесного газа, которые содержат значительную долю газообразного водорода (H 2). который особенно хорошо катализируется платино-черным.
Порошок сажи платины может быть произведен из хлороплатината аммония путем нагревания при 500 ° C в расплавленном нитрате натрия в течение 30 мин. минут с последующим выливанием расплава в воду, кипячением, промывкой и восстановлением коричневого порошка (предположительно двуокиси платины) газообразным водородом до платиновой черни.
Перед платинизацией поверхность платины очищается погружением в царскую водку (50% раствор, т. Е. 3 объема 12 моль / кг HCl, 1 объем 16 моль / кг HNO 3, 4 объема воды).
Платинизацию часто проводят из водного раствора 0,072 моль / кг платинохлористоводородной кислоты и 0,00013 моль / кг ацетата свинца, при плотности тока 30 мА / см до 10 минут. В процессе на аноде выделяется хлор; взаимодействие хлора с катодом предотвращается путем использования подходящего разделения (например, стеклянная фритта ).
Другой автор рекомендует гальванику с плотностью тока 5 мА / см, меняя полярность каждые 30 секунд в течение 15 минут..
После платинирования электрод следует промыть и хранить в дистиллированной воде. Электрод теряет свои каталитические свойства при длительном контакте с воздухом.
Процесс нанесения платиновой сажи на платину был изобретен Ламмер и Курлбаум, когда им не удалось воспроизвести платиновую фольгу Лэнгли, покрытую черной лампой, для болометров. Когда платиновая сажа не прилипла к катоду, они обнаружили, что добавление около 1% сульфата меди к платинохлористоводородной кислоте в Электролит улучшил результаты. Позже они обнаружили, что гораздо меньшая часть ацетата свинца работает лучше, чем сульфат меди.
Платиновая губка представляет собой пористую серовато-черную форму плат inum, который может адсорбировать большое количество газа, такого как водород или газообразный кислород, что позволяет использовать его в качестве катализатора во многих газовых реакциях, таких как окисление аммония. Также его можно использовать для воспламенения горючих газов. Он используется в качестве сырья для электронных приборов, химической промышленности и прецизионных сплавов. Его также можно использовать в качестве поверхностно-активного вещества . Он растворим в хлоразотовой кислоте и образуется из массы металлических частиц.
CAS | 7440-6-4 |
Вес формулы | 195,08 |
Чистота | Pt≥99,9% |
Внешний вид | Черный порошок |
Точка плавления | 1769 ℃ |
Точка кипения | 3827 ℃ |
Плотность | 5,78 г / мл |
Растворимость | Растворим в царской водке ; Нерастворим в воде и неорганической кислоте |
Он состоит из массы частиц платины со следующими характеристиками:
Его получают погружением асбеста в платинохлористоводородную кислоту или хлороплатинат аммония. Затем вещество сжигают, чтобы получить платиновую губку. В качестве альтернативы его можно получить путем сильного нагревания хлороплатината аммония. Его каталитические свойства меняются в зависимости от специфики производства.
В насыщенной водородом соляной кислоте блестящий платиновый электрод принимает положительный потенциал по сравнению с платиново-черный при нулевом сетевом токе (+ 340 мВ при комнатной температуре). При повышении температуры до 70 ° С разница потенциалов упала до нуля. Причина этого не совсем ясна, хотя было предложено несколько объяснений.