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二氧化铂的应用及制备方法? 1

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二氧化铂是一种高活性加氢氧化剂,广泛应用于电子工业、医药等行业。它可以用于双键、三键、芳香经、叛基、腈、硝基等还原反应,因此也被称为亚当斯催化剂。二氧化铂的分子式为Pt2O·nH2O,其制备方法是通过过量的碱与Рx(IV)的氯络合物反应,然后再用乙酸或硫酸进行处理。

亚当斯催化剂的发明过程

亚当斯催化剂是指二氧化铂,化学式为Pt02。二氧化铂是一种黑色固体,具有高熔点和相对密度。它不溶于水、浓酸和王水。在有机合成中,二氧化铂被广泛用作氢化反应的催化剂。那么,亚当斯催化剂是如何被发明出来的呢?

亚当斯是美国伊利诺大学化学系的系主任,他的学生们在他的带领下取得了很多成就。其中包括发明尼龙的柯洛塞兹(W. Carothers)和已故台大校长、中央研究院院长钱思亮。

亚当斯催化剂的发明对于有机化学的发展有着重要的意义。在化学工业中,氢化反应是非常重要的,例如植物油的固化就是利用氢化反应进行的。在法国人P.Sebatier采用粉末状镍促进不饱和有机物的氢化后,人们开始尝试其他金属的催化剂。贵金属如钯、铂等被证明是有效的催化剂,但很难复制,导致有机化学的进展缓慢。

1922年,亚当斯和他的学生们花费了一年多的时间,最终成功地将铂黑(platinum black)的制备方法标准化。他们使用甲醛在碱液中将氯铂酸还原,多次成功后开始大量制造。然而,在关键时刻出现了意外,沉淀后的铂黑正待收取时,瓷皿破裂,溶液流失在木桌上。由于一盎司的氯铂酸价值不菲,他们不得不采取措施处理木桌表面,以补救损失。然而,他们使用的方法无法得到纯净的铂,仍然含有杂质。于是,亚当斯决定将其与硝酸钠共熔,以除去有机物,最终得到了一种棕色的粉末,即二氧化铂。这种二氧化铂可以被氢化,生成性能极佳的铂催化剂。

二氧化铂的晶型及应用

二氧化铂具有α和β两种晶型,其中α-PtO2是著名的多相亚当斯催化剂,可用于烯键、羟基、醛基、亚胺、芳香硝基及芳环的氢化或氢解反应,反应条件温和(室温、常压)。

亚当斯等人最早通过在450℃下熔融H2PtC16和NaNO3的混合物来制备PtO2粉末,并用于催化反应研究。随后,人们发现PtO2可以作为光催化剂催化裂解水制氢。此外,将负载在TiO2上的PtO2用于乙醇的光催化氢化反应也取得了成功。研究人员还发现,α-PtO2在暗室中的催化活性比负载在TiO2上的Pt催化剂高出近20倍。此外,还有人利用甜菜碱狻酸盐或磺酸盐表面活性剂存在的碱性条件下,通过水解PtCl4或H2PtC16溶液制备纳米粒子,固定在中性的A12O3上形成高活性多相催化剂。这种催化剂适用于苯甲醛丙基氨化反应,其催化活性比市售催化剂高出4倍。

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