精選百科
本文由作者推薦
鉑
過渡金屬，鉑族金屬
鉑
鉑（英文名，platinum），俗稱白金，元素符號Pt，原子序數78，原子量195.09，屬周期系第Ⅷ族元素，鉑是一種密度高、延展性高、反應性低的灰白色貴金屬，屬于過渡金屬。鉑有六種穩(wěn)定的同位素：鉑-190、鉑-192、鉑-194、鉑-195、鉑-196、鉑-198。鉑的化學性質不活潑，在空氣中不會氧化，但可被鹵素、氰化物、硫和堿腐蝕。鉑不溶于鹽酸，硝酸，硫酸和堿溶液，但可以溶于王水，形成氯鉑酸（H?PtCl?）。鉑的應用包括：珠寶首飾、實驗室用的電線和容器、電觸頭、電阻溫度計、玻璃系統(tǒng)中的密封電極、抗腐蝕儀器、牙科器材、石油裂解和燃料電池的催化劑、抗腐蝕儀器。含鉑的化合物，比如順鉑（PtCl?(NH3)?），可以用于治療某些類型的癌癥，如白血病或睪丸癌等。
基本信息
中文名
鉑
英文名
Platinum
拼音
bó
元素符號
Pt
原子序數
78
原子量
195.09
元素類別
過渡金屬
族
Ⅷ族
周期
第六周期
區(qū)
d區(qū)
電子排布
4f1?5d?6s1
CAS編號
7440-06-4
物理性質
外觀
固態(tài)
熔點
1768.3 ℃
沸點
3825 ℃
密度
21.45 g/cm3
熔化熱
22.17 kJ·mol?1
汽化熱
510 kJ·mol?1
比熱容
25.86 J·mol?1·K?1
原子性質
氧化態(tài)
3，-2，-1，1，2，3，4，5，6
電負性
2.28（鮑林標度）
原子半徑
139 pm
發(fā)現(xiàn)歷史
鉑是一種極其罕見的金屬，在地殼中的濃度僅為3.7×10??%（按重量計算）。它最初是在前哥倫布時代，被南美土著用來制作鼻環(huán)、耳環(huán)和面具等工藝品。1557年意大利人類學家朱利斯·凱撒·斯卡利杰（Julius Caesar Scaliger）寫到在墨西哥和巴拿馬發(fā)現(xiàn)了一種從未見過的貴金屬，但這種金屬被認為是金中的雜質。
西班牙人安東尼奧·德·烏略亞（Antonio de Ulloa）被認為是第一位描述鉑金屬科學家。1735年，他在穿越哥倫比亞和秘魯的途中，注意到土著印第安人會開采一種白色的像銀一樣的金屬，他們把樣品帶回了西班牙。他們將這種新金屬取名為platinum，源自西班牙文platina，意思是銀。他把鉑描述為“不可分離且不可煅燒的金屬”。
另外一些人認為英國科學家查爾斯·伍德（Charles Wood）和威廉·布朗里格（William Brownrigg）是鉑的發(fā)現(xiàn)者，1741年，查爾斯-伍德在牙買加發(fā)現(xiàn)了來自哥倫比亞的鉑樣本，他將這些樣本送到威廉-布朗里格處進行進一步的分析研究。1750年，在研究了伍德送的樣本后，布朗里格向英國皇家學會詳細的介紹了這種金屬，表示之前在任何已知礦物中都沒有提及這種金屬的存在。布朗里格還發(fā)現(xiàn)鉑具有極高的熔點。之后，包括永斯·雅各布·貝采利烏斯（J?ns Jakob Berzelius），安德烈亞斯·西吉斯蒙德·馬格拉夫（Andreas Sigismund Marggraf），托貝恩·奧洛夫·貝格曼（Torbern Olof Bergman），威廉·李維斯（William Lewis）和皮埃爾·約瑟夫·馬蓋（Pierre Joseph Macquer）等在內的歐洲科學家都開始對鉑進行研究。1752年，亨利克·特奧菲盧斯·謝佛爾（Henrik Teofilus Scheffer）發(fā)表了更詳細的報道來描述鉑，他將這種金屬稱為“白金”，并且表述了如何利用砷來熔融鉑礦物。1772年，卡爾·馮·西金根（Carl von Sickingen）制造了可塑性的鉑。
分布情況
鉑礦的發(fā)現(xiàn)歷史
目前世界開發(fā)礦山生產鉑的有南非、俄羅斯、加拿大、津巴布韋、美國和中國等6個國家。歷史上，與阿拉斯加—烏拉爾型塊狀礦石曾是世界鉑金的唯一開采來源。隨后1823年，在俄羅斯烏拉爾發(fā)現(xiàn)了豐富的鉑金礦床。接著1885年，在加拿大不列顛哥倫比亞省的泰晤士河（Thames River）開采了塊狀鉑金。來自哥倫比亞、烏拉爾和不列顛哥倫比亞的鉑鐵礦塊通常與鉻鐵礦和橄欖石密切相關。如今，塊狀鉑金（主要為鉑鐵合金）的產量約占世界產量的1-2%。
鉑族金屬礦床可以分為六類：鎂鐵質—超鎂鐵質層狀巖體型、鎂鐵質—超鎂鐵質Cu-Ni硫化物礦床伴生型、Urals雜巖體型、蛇綠巖型、熱液型和外生型。另外根據鉑族元素的容礦巖石類型、元素共生組合、礦床地質特征和產出的地質環(huán)境等要素，也有學者將鉑族元素礦床劃分為巖漿型、熱液型、火山巖塊狀硫化物型（VMS）和外生型四大類型。
鉑/t | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
美國 | 3.9 | 3.9 | 4.1 | 3.6 | 4 | 4.2 |
加拿大 | 9 | 12 | 9.5 | 7.4 | 7.8 | 6 |
俄羅斯 | 23 | 21 | 21 | 22 | 21 | 19 |
南非 | 120 | 140 | 110 | 130 | 120 | 130 |
津巴布韋 | 13 | 15 | 14 | 15 | 14 | 15 |
其他國家 | 3.4 | 4 | 6.1 | 4.3 | 3.8 | 4.3 |
總產量 | 172 | 200 | 160 | 180 | 170 | 180 |
理化性質
物理性質
密度屬性 | 固體密度 | 21.45 g/cm3 | 彈性特性 | 楊氏模量 | 168 GPa |
摩爾體積 | 9.09 cm3 | 體積模量 | 230 GPa | ||
硬度 | 莫式硬度 | 5.5 | 剪切模量 | 61 GPa | |
維式硬度 | 549MN m2 | 泊松比 | 0.38 | ||
布什硬度 | 392MN m ?2 | 電氣特性 | 電阻率 | 1.6 × 10??Ω m | |
熱和傳導 | 導熱系數 | 72W m?1K?1 | 光學特性 | 反射率 | 73% |
線性熱膨脹系數 | 8.8×10?? K?1 | 聲學特性 | 聲速 | 2680m/s |
鉑的同位素主要有6種：
同位素 | 大小/Da | 豐度（%） | 核自旋 | 磁矩(μ/μN) |
1?oPt | 189.959917 | 0.014 | 0 | 0.6095 |
1?2Pt | 191.961019 | 0.782 | 0 | |
1??Pt | 193.962655 | 32.967 | 0 | |
1??Pt | 194.964766 | 33.832 | 1/2 | |
1??Pt | 195.964926 | 25.242 | 0 | |
1??Pt | 197.967869 | 7.163 | 0 |
化學性質
鉑的化學性質穩(wěn)定，在空氣和潮濕環(huán)境中不被氧化，常溫下不易被酸、堿、鹽和有機物等腐蝕，能耐硫蒸氣、汞、熔融的硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽和熔化玻璃的侵蝕。鉑溶于熱的王水和熔融堿。高溫下鉑能與硫、磷、鹵素等發(fā)生作用。鉑易形成配位化合物。在加熱時鉑仍保持原有光澤。在450℃以下有明顯可見的二氧化鉑氧化薄膜生成，450℃以上二氧化鉑分解揮發(fā)而使鉑緩慢失重。高溫下，鉑與硅會熔成合金，從而降低鉑的質量。
鉑和氟氣（F?）發(fā)生反應，會產生揮發(fā)性的氟化鉑（PtF?）或四聚體結構的氟化鉑（PtF?）。后者與氟化銥（IrF?），氟化銠（RhF?），氟化鋨（OsF?）和氟化釕（RuF?）具有相同的結構類型。
制備方法
鉑族金屬
鉑族金屬的冶金過程可分為富集和精煉兩段。常用的富集技術包括高溫焚燒富集技術、高溫熔煉富集技術和濕法富集技術，根據物料的種類與形態(tài)，采用不同的方法富集鉑族金屬。
（3）含鉑族金屬的濕法富集技術包括：溶解技術、化學剝離技術、置換技術、吸附技術等，根據物料類別，采用不同的濕法富集技術。以γ-Al?O?為載體含鉑族金屬催化劑主要有Pt/Al?O?、Pt-Re/Al?O?、Pt-Sn/Al?O?、Pd/Al?O?，將載體溶解后，鉑族金屬不被溶解而富集在溶解渣中，形成高含量的鉑族金屬精礦。
鉑族金屬的精煉技術包括鉑族金屬與賤金屬的分離和鉑族金屬的相互分離。一般情況下，鉑族金屬以絡陰離子的形態(tài)存在于溶液中，而賤金屬以水合陽離子存在于溶液中，鉑族金屬與賤金屬的化學性質差別很大，貴賤金屬之間的分離相對簡單，但鉑族金屬有相似的化學特性，因此鉑族金屬元素之間的相互分離很困難。常用的鉑族金屬精煉技術有：化學沉淀、結晶、溶劑萃取、離子交換、電化學沉積、分子識別、氧化蒸餾、高溫熔煉等方法，例子如下：
（2）一種合成方法，可以還原和穩(wěn)定鉑金納米粒子，然后在β-D-葡萄糖水溶液中自組裝成納米線。水熱處理啟動了分散在pH8.0的β-D-葡萄糖溶液中的鉑（IV）離子的還原。鉑金納米粒子被氧化的葡萄糖分子所穩(wěn)定。鉑金納米粒子繼續(xù)生長為納米線，然后轉變?yōu)榫哂写植卺槧畋砻娴牧⒎襟w納米晶體。
（4）通過同時加入封蓋聚合物材料，可以實現(xiàn)從氯化鉑中高效制備穩(wěn)定的納米鉑粒子分散體。
（5）通過綠色配方合成了單分散的鉑金納米粒子（PtNPs）。使用葡萄糖作為還原劑，淀粉作為穩(wěn)定劑，在緩沖水溶液中保護新形成的PtNP粒子。該合成反應簡單、環(huán)境友好、重現(xiàn)性高、易于放大。這種鉑金納米粒子可以被轉移到碳支持材料上，對碳的高比表面積要求不高。這使得利用石墨化碳黑來制備分散良好的Pt/C催化劑成為可能，這種催化劑在模擬燃料電池條件下的加速老化測試中表現(xiàn)出明顯的耐久性。
鉑合金
約在1779年，阿恰德熔化鉑與磷、貢、砷等元素的混合物，制備得相應的低熔點鉑合金，如采用碳酸鉀作為助熔劑，熔化鉑和砷的化合物，得到鉑-13%（質量分數）砷（鉑-28%（摩爾分數）砷）共晶合金，它的熔點僅為597°C。蒸發(fā)掉合金中的砷，他得到海綿鉑并用于制備鉑坩堝，這個過程持續(xù)到1810年。在鉑的熔煉技術發(fā)展以后，人們便采用熔煉技術制造了更大的鉑錠和更多的鉑合金。1798年制造了千克鉑質量標準原器；1862年制備成功鉑-銥合金并發(fā)現(xiàn)銥對鉑有重要的強化效應；1874年熔煉和鑄造高純鉑-銥合金，鑄錠尺寸達142cmx18cmx8cm，質量達236kg，用此合金鑄錠制造了國際標準米原器和千克質量標準原器。鉑銥合金的制備工藝流程包括：第一步選用純度高的原材料；第二步，將所有原材料先進行高頻真空熔煉后進行中頻真空精煉，熔煉是鉑銥合金制備的關鍵環(huán)節(jié)，對制作出來的鉑銥合金的質量產生了重要的影響，因此要精心選擇熔煉用的設備并且也要在熔煉過程中加入一些保護性氣氛來降低氧化作用，增強鉑銥合金的屬性和性能，防止氧氣給鉑銥合金的內部含量均勻性和結構的穩(wěn)定性產生影響。在鉑銥合金熔煉過程中，銥的揮發(fā)性要比鉑的揮發(fā)性要高，所以溫度的設置要極其精確，充分考慮銥的高溫揮發(fā)性的特征精確控制鉑銥合金中兩者的比例；第三步，澆鑄；第四步，熱處理和熱加工，熱加工環(huán)節(jié)一般包括熱模鍛、熱軋和熱拉等工序。由于鉑銥合金在常溫下其塑性能力較差，需要將鉑銥合金在高溫狀態(tài)下對其進行熱加工處理，熱加工環(huán)節(jié)必須精確控制溫度，保證鉑銥合金的再結晶過程順利且質量高，鉑銥合金的纖維組織中產生的無應變的新晶粒不斷長大，直到鉑銥合金中原先的變形組織完全消失，鉑銥合金的性能也因為再結晶的過程而發(fā)生顯著的變化。為提高鉑銥合金的質量，一般情況下會將鉑銥合金的熱加工環(huán)節(jié)在1300 °C以上的高溫中進行，在真空保護氣氛的作用下鉑銥合金經過高溫熱鍛讓其晶粒細化以便于進一步加工。第五步，冷加工。最后對成品進行專業(yè)性能檢測并出具評估報告。另外，各種鉑金鉑-鈀、鉑-銠等合金已被試驗制備，并被廣泛應用。
氯化物
氟化物
氧化物
氧化亞鉑（PtO）可以通過加熱二氧化鉑至大約400℃制得：
氧化亞鉑也可借由加熱氫氧化亞鉑制得：
二氧化鉑（PtO?）也稱亞當斯催化劑或氧化鉑，通常以一水合物的形式存在，是有機合成中氫化和氫解反應的催化劑，深褐色粉末。由氯鉑酸或氯鉑酸銨和硝酸鈉在500℃時共熔制備。首先生成硝酸鉑，后者再分解放出氮氧化物和氧氣，得二氧化鉑。產物呈棕色餅狀，需水洗以除去硝酸鹽。
硫化物
一硫化鉑（PtS）或者二硫化鉑（PtS?）可以由硫和鉑反應而成。
配合物
鉑元素可以形成多種類型的配合物。如鹵配合物、含氮和含氧的配合物、含磷的配合物，與CO形成羰基化合物、與不飽和的烯形成有機金屬化合物等。這幾種元素以生成氯配合物最為常見，將鉑與堿金屬的氯化物在氯氣流中加熱即可生成氯配合物。其中尤為重要的是H?PtCl?及其鹽，棕紅色的氯鉑酸是Pt（IV）化學中最常用的起始物料。將海綿狀金屬鉑溶于王水或氯化鉑溶于鹽酸都可生成氯鉑酸：
將NH?、K?、Rb?、Cs?等氯化物加到氯鉑酸中生成難溶于水的黃色氯鉑酸鹽，分析化學中常用H?PtCl?檢驗NH?、K?、Rb?、Cs?等離子；工業(yè)上還可常用加熱分解氯鉑酸銨來分離提純金屬鉑。
應用領域
催化劑
催化劑是鉑族金屬最大用途，在石油化工中用于加氫、去氫化、異構化、環(huán)化、氧化、裂解、脫羧、脫氨基等反應中，生產各種特殊用途的石油化工產品。用鉑催化劑重整幾乎生產了全世界汽車和內燃機所需的全部高辛皖值汽油，含鉑、鉑鈀、鉑銠鈀的催化劑可以凈化汽車和柴油機排放的毒性尾氣。
傳感器
鉑金屬，半導體和導體聚合物形成的一維納米結構，如納米線和納米棒，具有獨特的電、光、磁和機械特性，在納米器件中具有潛在的應用。由Pt參與制備的合金納米自組裝材料被廣泛應用于化學、生物傳感器等許多領域。由于鉑在溫度變化時自身電阻值也隨之改變，鉑也可以用作電阻溫度傳感器，這種傳感器很精確和穩(wěn)定，它的線性度優(yōu)于熱偶和熱敏電阻，可用來測量空氣、土壤和水的溫度。
電極材料
鉑銠合金是最重要的鉑族金屬材料，主要用于制備測溫熱電偶和編織催化網、鉑銥、鉑銠、鉑鈀合金有很高的抗電弧燒損能力，被用作電接點材料，鉑銥合金和鉑釕合金用于制造航空發(fā)動機的火花賽接點。在氯堿工業(yè)中涂釕和鉑的鈦陽極代替電解槽中的石墨陽極可提高電流效率。
體內活性物質示蹤劑
生物體內存在一些進行信號傳遞、代謝調控的活性分子，當這些活性物質超出限定范圍，可能會導致產生疾病，甚至是癌癥，因此針對體內這些活性物質的追蹤和監(jiān)測，對于疾病的發(fā)現(xiàn)和發(fā)病機制的研究具有重要意義。目前，在活性物質示蹤領域，金屬配合物發(fā)光探針因其靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點成為研究熱點。Law團隊設計了一種陰離子炔基鉑(I)配合物作為生物探針，用于胰蛋白酶的檢測。在2019年，該團隊將此配合物用于檢測乙酰膽堿酯酶（AchE）。發(fā)光過渡金屬鉑(I)配合物具有π-π共軛、正方形平面分子幾何等結構特點，相比于傳統(tǒng)有機熒光團，發(fā)光鉑(I)配合物具有光化學穩(wěn)定性更好、熒光壽命更長、不易自我猝滅等優(yōu)點。因此，發(fā)光鉑(I)配合物作為分子功能材料，在有機發(fā)光二極管（OLED）和光傳感領域應用成為了前沿研究熱點。
藥物
鉑類抗癌藥物，包括卡鉑、順鉑和奧沙利鉑，可以用于治療多種癌癥，包括膀胱癌、宮頸癌、結直腸癌、頭癌、肺癌、頸癌、卵巢癌和睪丸癌。。它們在癌癥治療中非常有效；但是長期使用會產生耐藥性。此外，還會遇到限制劑量的副作用，這些副作用包括順鉑的腎毒性和耳毒性、卡鉑的骨髓抑制和奧沙利鉑的神經毒性（周圍神經系統(tǒng)的損傷）。此外，還可以觀察到一些常見的副作用，如脫發(fā)、急性過敏反應、心臟毒性（心肌損傷）、血細胞減少、腹瀉、肝毒性（肝損傷）、粘膜炎、惡心、疼痛、口腔炎和嘔吐。因此目前正處于從傳統(tǒng)鉑類抗癌藥物到創(chuàng)新型抗癌藥物的研究之中，比如開展反式鉑和四價鉑的抗癌藥物研究，相信經過全世界科研人員的不懈努力，未來會有效果更好的鉑類抗癌。
其他應用
鉑銠合金可用于生產玻璃纖維坩堝和特種光學玻璃。鉑金還被用在玻璃制造工業(yè)和玻璃纖維的生產，以及珠寶首飾中的戒指和寶石鑲嵌。在牙科和醫(yī)學領域，鉑金被用于牙科和神經系統(tǒng)的修復，用于記錄電活動，以及用于心臟起搏器電極。
安全事宜
毒性
鉑對人類的毒理學影響僅限于其某些鹵化物復合物和抗腫瘤劑順鉑及其類似物。鹵化鉑具有致敏作用。一位照相館的工人在處理用復合鉑鹽處理過的紙張時，出現(xiàn)了鼻子和喉嚨的刺激和呼吸困難。在四家英國煉油廠的研究中，91名接觸復合鉑鹽的工人中有52人表現(xiàn)出反復打噴嚏、流鼻涕、胸悶、氣喘呼和吸短促的癥狀，其中一部分人出現(xiàn)了帶有蕁麻疹的鱗狀紅斑皮炎癥。隨后的研究顯示，在在職業(yè)性接觸復雜的鉑鹽之后，也出現(xiàn)了眼睛流淚、打噴嚏、流鼻涕、咳嗽、喘息、呼吸困難和嚴重哮喘等癥狀。從最初接觸鉑到出現(xiàn)癥狀的潛伏期從幾周到幾年不等，癥狀會隨著接觸時間的增加而惡化。另外吸煙會增加接觸鉑金的工人的致敏風險。由于排放的鉑金很可能是金屬形式的，因此汽車催化劑排放的鉑金的致敏潛力可能非常低。目前還沒有關于從汽車催化轉化器或工業(yè)排放的鉑金可能在環(huán)境中轉化為復合鹵化物鹽的信息。與鹵化鉑鹽相比，用于癌癥化療的順鉑會引起腎臟毒性，包括腎小管和腎小球的病變，嚴重的惡心和嘔吐，耳鳴和聽力損失，以及感覺性周圍神經病變。雖然卡鉑的腎毒性較小，但它也會引起骨髓抑制。
監(jiān)管措施
鉑金的最高接觸水平發(fā)生在通過吸入的職業(yè)接觸工人身上，以及通過靜脈注射鉑金化療藥物治療的病人身上。關于職業(yè)接觸，鉑鹽的時間加權平均閾限值（TWA-TLV）是2 μg/m3金屬鉑是1 mg/m3。在英國，有人建議將金屬鉑作為可吸入粉塵總量的職業(yè)接觸限值（8小時TWA）為5 mg/m3，將鉑鹽中的鉑金限值為2 μg/m3。
鉑相關的文章
有機化合物一般是指含碳氫鍵的化合物，因此不包括碳氧化物（如一氧化碳、二氧化碳）、碳酸鹽、氰化物、硫氰化物、氰酸鹽、金屬碳化物等物質。但是，部分不包含碳氫鍵的化合物，如四氯化碳等全鹵代烴，可以看作氫原子被鹵素取代的產物，仍屬于有機化合物。
三頭肌指短石肌肉，是三朝向的大骨骼肌，它沿到膀臂后面跑。三頭肌是三個頭的起源，分別是長的頭（結肩胛骨）、側面頭（后部肱骨的軸優(yōu)越側向和輻形（螺旋）凹線）和中間頭（后部肱骨的軸中間和下等輻形（螺旋）凹線）。
貴州，簡稱“黔”或“貴”，省會貴陽，是中華人民共和國省級行政區(qū)。地處中國西南內陸地區(qū)腹地。是中國西南地區(qū)交通樞紐，長江經濟帶重要組成部分。中國首個國家級大數據綜合試驗區(qū)。貴州界于北緯24°37′～29°13′，東經103°36′～109°35′，北接四川和重慶，東毗湖南、南鄰廣西、西連云南。貴州境內
肝腎陰虛，指肝腎陰液虧虛，虛熱內擾，以腰酸脅痛、眩暈、耳鳴、遺精等為主要表現(xiàn)的虛熱證候。本證多由久病勞傷，或溫熱病邪耗傷肝陰及腎陰，或先天稟賦不足，腎陰虧虛而及肝陰不足，形成肝腎陰虛。多發(fā)于形體贏瘦，或先天不足者，是許多疾病發(fā)展到后期階段的證候。肝腎陰虛常表現(xiàn)為目花、目干、易疲勞、肢麻、脅隱痛、腰膝
尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
