Palladiumpulverist eine chemische Substanz mit schwarzen Pulverpartikeln. Molekularformel PD, CAS 7440-05-3. Palladiumcarbon ist ein Katalysator, der in allen organischen Lösungsmitteln und Säurelösungen unlöslich ist. Es wird hergestellt, indem Metallpalladium auf aktiviertes Kohlenstoff geladen wird, und seine Hauptfunktion besteht darin, die Hydrierung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen oder CO. Palladiumkohlenstoff zu katalysieren, weist die Eigenschaften einer hohen Hydrierung, eine gute Selektivität, stabile Leistung, ein kleines Nutzungsverhältnis, eine wiederholbare Verwendung und die einfache Wiederherstellung auf. Es wird häufig für den Raffinerieren der Hydrierungsreduktion der petrochemischen Industrie, im Pharmaindustrie, der elektronischen Industrie, der Gewürzindustrie, der Farbstoffindustrie und anderer Feinschalungen eingesetzt.
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Chemische Formel |
PD |
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Genaue Masse |
106 |
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Molekulargewicht |
106 |
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m/z |
106 (100.0%), 108 (96.8%), 105 (81.7%), 110 (42.9%), 104 (40.8%), 102 (3.7%) |
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Elementaranalyse |
PD, 100.00 |
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Palladiumcarbon (PD/C) ist ein effizienter Katalysator, der durch Palladiu -Metall auf Aktivkohle unterstützt wird. Die einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften wie hohe spezifische Oberfläche, ausgezeichnete katalytische Aktivität und Selektivität machen es zu einem unverzichtbaren Kernmaterial in der modernen chemischen Industrie.
1. Hydrofinierung
Palladiumpulverist ein wichtiger Katalysator für die Hydrierungsdesulfurisierung (HDS), die Denitrifikation (HDN) und die Hydrierung der Demetalisierung (HDM) bei der Raffination von Erdöl. Zum Beispiel kann Palladiu-Kohlenstoff beispielsweise Terephthalsäure (PTA) verfeinert, und kann die Hydrierung von Verunreinigungen in den Oxidationsprodukten von Xylol effizient katalysieren, wodurch die 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA) in leicht getrennte Alkohole und die Reinheit der PTA von PTA auf 99,9%und den Produktionsanforderungen an die Produktion von PTA erhöht wird.
Datenunterstützung: Über 80% der globalen PTA-Produktionskapazität übernehmen die Palladiu-Kohlenstoffkatalytik-Technologie, und eine einzelne Einheit verbraucht etwa 5-10 Tonnen Palladiu-Kohlenstoffkatalysator pro Jahr.
2. ungesättigte Kohlenwasserstoffhydrierung
Palladiumkohlenstoff weist eine hohe Selektivität in den Hydrierungsreaktionen von Olefinen und Alkinen auf.
In der Ethylenproduktion kann beispielsweise Acetylen durch Palladiu -Kohlenstoffkatalyse selektiv zu Ethylen hydriert werden, wodurch eine übermäßige Hydrierung zur Herstellung von Ethan und Erhöhung der Ethylenertrag um 15% -20% vermieden werden kann.
Technische Vorteile: Im Vergleich zu herkömmlichen Lindra-Katalysatoren kann Palladiu Carbon bei niedrigen Temperaturen (50 bis 100 Grad) und niedrigen Drücken (1-5 MPa) eine effiziente Umwandlung erreichen, wodurch der Energieverbrauch um mehr als 30%verringert wird.
3. Hydrierung von aromatischen Verbindungen
Palladiumkohlenstoff kann die Hydrierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Benzol und Naphthalin katalysieren. Zum Beispiel reduziert Palladium -Kohlenstoffkatalysator im Prozess der Benzolhydrierung zu Cyclohexan die Reaktionstemperatur von 300 Grad auf 150 Grad, der Druck von 10 MPa auf 3 MPa und die Selektivität von Cyclohexan über 99%.
1. Chirale Drogensynthese
Die durch Palladiu -Kohlenstoff katalysierte asymmetrische Hydrierungsreaktion ist eine der Kerntechnologien für die chirale Arzneimittelsynthese. Beispielsweise produziert Palladiu -karboner asymmetrische Hydrierung von Ketonverbindungen in der Synthese des antidepressiven Paroxetins chirale Alkohol -Intermediate mit einem enantiomeren Überschuss (EE -Wert) von 99,5%und senkt die nachfolgenden Trennungskosten signifikant.
Fall: Nachdem Pfizer die Palladiu -Kohlenstoffkatalytik -Technologie übernommen hatte, stieg die jährliche Produktion von Paroxetin von 50 Tonnen auf 200 Tonnen und die Kosten pro Tonne um 40%.
2. Konstruktion heterocyclischer Verbindungen
Palladiumkohlenstoff kann die Bildung von CN- und CO -Bindungen katalysieren und heterocyclische Strukturen wie Indol und Pyridin konstruieren.
Beispielsweise erhöhte Palladiu die Kohlenstoffreaktion von Anilin und Chloropyridin die Ausbeute von 60% auf 92% und die Reaktionszeit wurde von 24 Stunden auf 4 Stunden verkürzt.
Technologischer Durchbruch: Durch die Anwendung des Kohlenstoffkatalysators von Nano Palladiu (Partikelgröße 2-5 nm) wird die Reaktionsaktivität um das 3-fache erhöht und die Katalysatordosis um 80%reduziert.
3. Reinigung von Arzneimittelintermediaten
Palladiumkohlenstoff kann verwendet werden, um giftige Gruppen wie Halogene und Nitrogruppen aus pharmazeutischen Zwischenprodukten zu entfernen. Beispielsweise führte bei der Synthese des antibiotischen Ceftriaxon die Carbon -Carbon -Entfernung von Chloratomen aus Zwischenprodukten zu einer Zunahme der Produktreinheit von 95% auf 99,9% und entsprach den FDA -Standards.
1. Vorbereitung von Halbleitermaterialien
Der Palladium-Kohlenstoffkatalytik-Chemie-Dampfabscheidungsprozess (CVD) ist der Schlüssel zur Herstellung von dünnen Filmen auf Siliziumbasis mit hoher Purität. Zum Beispiel katalysiert Palladium Carbon bei der Sonnenzellbeschichtung die Zersetzung von Silan (SiH ₄), um einheitliche und dichte amorphe Silizium -Dünnfilme zu erzeugen, wodurch die photoelektrische Umwandlungseffizienz um 5% -8% erhöht wird.
Daten: Die globale Photovoltaikindustrie verbraucht jährlich ungefähr 200 Tonnen Palladium -Kohlenstoffkatalysatoren, wobei über 60% der Nutzung der elektronischen Industrie ausmacht.
2. Produktion von leitfähiger Paste
Palladiumkohlenstoff kann als leitfähiger Phasenadditiv die Leitfähigkeit und Adhäsion von Silberpaste und Kupferpaste erheblich verbessern. Beispielsweise kann bei der Herstellung von Touchscreen -Elektroden 0,5% Palladium -Kohlenstoffsilberpaste den Kontaktwiderstand auf 10 Ω · cm reduzieren und die Lebensdauer auf über 100000 Mal verlängern.
Technische Vorteile: Palladiumkohlenstoff hat eine bessere Oxidationsresistenz als rein als reinPalladiumpulverund kann die Silberpartikelaggregation hemmen und die Stabilität des leitenden Netzwerks während des Hochtemperatursinterns (300-500 Grad) aufrechterhalten.
Elektronische Gasreinigung
Die Palladiummembran (Dicke von 0,1 bis 0,5 μm) ist das Kernmaterial für die Wasserstoffreinigung. Beispielsweise durchdringt die Palladiu -Membran bei der Herstellung von Wasserstoffgas (9N -Niveau) selektiv Wasserstoffmoleküle durch den Auflösungsdiffusionsmechanismus, der Verunreinigungen wie CO und CO ₂ bis PPB -Niveau beseitigen kann, wobei die Anforderungen der Chipherstellung erfüllt werden.
Markt: Die globale Marktgröße für Palladiu -Membrane übersteigt 500 Millionen US -Dollar mit einer jährlichen Wachstumsrate von 12%, die hauptsächlich in Produktionslinien von 12 Zoll Wafer verwendet wird.
1. Abwasserbehandlung
Palladium carbonkatalytische Hydrierungstechnologie kann organische Schadstoffe effizient beeinträchtigen. Beispielsweise erreicht die Reduktion von Nitrobenzol auf Anilin eine CSB -Entfernungsrate von über 95%und die Reaktionszeit wird bei herkömmlichen biologischen Methoden bis 2 Stunden verkürzt.
Fall: Nach der Einführung der Palladiu -Kohlenstoffkatalysationstechnologie in einem chemischen Industriepark gingen die Kosten für die Abwasserbehandlung von 50 Yuan pro Tonne auf 15 Yuan zurück, wodurch über 10 Millionen Yuan die jährlichen Betriebskosten eingespart wurden.
2. Abfallgasreinigung
Palladium Carbon Stützkatalysator ist die Kernkomponente des Drei-Wege-Katalysators (TWC) für Automobilabgase.
In nationaler VI -Standard -Benzinfahrzeuge beispielsweise erreicht die Umwandlungseffizienz der Palladiu -Kohlenstoffkatalyse für CO, HC und NOx 98%, 95%bzw. 90%, wobei die Emissionsgrenzeanforderungen erfüllt werden.
Technologischer Trend: Mit dem Anstieg der Palladiu -Preise ist die Entwicklung von Palladium -Rhodium -Platin -Ternary -Legierungskatalysatoren in der Branche zu einem heißen Thema geworden, wodurch die Verwendung von Palladium durch synergistische Effekte um 30% -50% verringert wird.
3.. Bodensanierung
Palladium Carbon Catalytic Reduktionstechnologie kann mit schwerem Metall kontaminierter Boden sanieren. Zum Beispiel reduziert Palladiu Carbon -katalysierte Eisenpulverreduktion von CR (VI) auf CR (III) die Toxizität um 99% und verkürzt den Sanierungszyklus von 2 Jahren bei traditionellen chemischen Methoden auf 6 Monate.
1. Entwicklung der Wasserstoffenergie
Palladiumcarbon ist ein Schlüsselmaterial für Protonenaustauschmembranbrennstoffzellen (PEMFC). Beispielsweise können bei der kathodischen Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR) Palladium -Kohlenstoffkatalysatoren die Leistungsdichte der Batterie auf 1,5 W/cm ² erhöhen und ihre Lebensdauer auf über 5000 Stunden verlängern.
Forschungs- und Entwicklungsfortschritt: Durch die Erstellung eines Palladiu-Stickstoffkohlenstoff-Einzelatomkatalysators wurde die ORR-Aktivität um das 10-fache erhöht und die Kosten wurden um 60%gesenkt.
Flüssiger organischer Wasserstoffträger (LOHC)
Die Palladium -Kohlenstoffkatalysation/Dehydrierungsreaktion ist der Kern der LOHC -Technologie. Beispielsweise kann im Toluol-Methylcyclohexan-System Palladium-Kohlenstoff-Hydrierung von Toluol mit einer Energiedichte von 6,5 Gew .-% und einer Dehydrogenierungseffizienz von 99% Wasserstoffgas speichern, wodurch der Bedarf an Aufbewahrungsstraßen auf Bordwanderstoff gerecht wird.
Marktpotential: Der globale LOHC -Markt wird voraussichtlich von 200 Mio. USD im Jahr 2025 auf 2 Milliarden US -Dollar im Jahr 2030 wachsen, wobei eine jährliche Wachstumsrate von 58%zusammengesetzt ist.
Biomasse -Umwandlung
Palladium carbonkatalysierte Lignin-Depolymerisation kann mit hohen Mehrwertchemikalien führen. Zum Beispiel katalysiert Palladium Carbon den Abbau von Lignin in phenolische Verbindungen wie Vanillin und Syringaldehyd, wobei Palladium -Kohlenstoff mit einer Erhöhung der traditionellen Säurehydrolyse auf 35% eine Erhöhung der Steigerung von 10% katalysiert.
Umweltvorteile: Im Vergleich zu fossilen Brennstoffen reduzieren Biomassewege den CO2 -Fußabdruck um 70%und erreichen die Ziele der Kohlenstoffneutralität.
Es gibt viele Methoden zur VorbereitungPalladiumpulver, einschließlich katalytischer Methode, Alkali -Metallmethode, elektrochemische Methode usw.
Die katalytische Methode, auch als katalytisches Reduktionsmethode bezeichnet, bezieht sich auf ein Verfahren, um Palladiumkohlenstoffverbindungen durch Atomtransfer oder interatomare Wechselwirkung von Reaktionsprodukten unter der Wirkung des Katalysators zu erhalten. Im Allgemeinen sind die Herstellungsmethoden der katalytischen Oxidation katalytische Reduktion, Ionenaustausch, katalytische Reduktion usw. Im Allgemeinen werden die katalytische Oxidation durch Atomübertragung von Edelmetallen ohne Lösungsmittel und Atomwechselwirkung und Atomübertragung unter der Wirkung des Katalysators durchgeführt. Die Kosten dieser Methode sind niedrig. Die Metallatome auf Palladiumbasis können jedoch nicht vollständig mit anderen edlen Metallatomen ausgetauscht werden und existieren auf dem Katalysator, was die Kombination zwischen Metallatomen auf Platinbasis und Edelmetallatomen sowie der Bildung und Übertragung von Verbindungen beeinflusst.
Die Alkali -Metallmethode wird auch als Alkali -Metallmethode bezeichnet. Es bezieht sich auf das Verfahren zur Herstellung von Palladiumverbindungen durch chemische Reaktion von Alkali -Metallen und Platingruppenelementen. Die Alkali -Metallmethode, auch als alkalisches Metallisationsmethode bekannt, ist eine der Methoden, um Palladiumkohlenstoffverbindungen durch Reagieren von Edelmetall -Natrium (NaCl) zu erhalten, das eine große Anzahl von Platinatomen mit anderen Metallsalzen (Naal) in Palladiumverbindungen enthält, um sie in Verbindungen auf Platingruppen und Platinbasis umzuwandeln. Die Alkali -Metallmethode kann unter milden Reaktionsbedingungen einen hochreinigen Schmuck ohne Katalysator erzeugen. Aufgrund der hohen chemischen Reaktionstemperatur (im Allgemeinen 200 ~ 300 Grad) und der großen Katalysator (in der Regel berücksichtigen Sie mehr als 90% der Platingruppenelemente) kann der Schmuckkörper mit hoher Reinheit jedoch nicht vorbereitet werden.
Die elektrochemische Methode ist eine Methode, bei der chemische Reaktion verwendet wird, um Platingruppenelemente mit Katalysator oder Metallionen zu reagieren, um Palladiumoxid zu erzeugen. Im Allgemeinen besteht die elektrochemische Methode darin, einen elektrochemischen Reaktor zu verwenden, um Metallionen zu reagieren, die Platin (wie Au, Cu usw.) auf der Elektrode enthalten. Der Katalysator beteiligt sich direkt an der Reaktion, während Verbindungen auf Platinbasis aufgrund ihrer starken Reduzierbarkeit auf Platinverbindungen reduziert werden. Diese Reaktion führt jedoch zu Korrosion von Verbindungen auf Platinbasis durch Metallionen, die die Zugabe von Elektrolyt zum Schutz benötigen. Diese Methode hat auch zwei Hindernisse: niedrige Reaktantenkonzentration (nur 1-3 g/l) und niedrige Ausbeute (nur etwa 1%). Nach dieser Methode können jedoch viele Arten von Palladiumverbindungen erhalten werden.
In der organischen Synthese von Palladiumkohlenstoffverbindungen werden Metallionen im Allgemeinen als Katalysatoren verwendet, um Platinatome und Palladiumatome durch unterschiedliche chemische Bindung zu erzeugen. Palladiumatome werden hauptsächlich auf zwei Seitenketten des Palladiumkatalysators gebildet. Darüber hinaus können Palladiumkohlenstoffverbindungen auch mit einigen Metallionen reagieren, um andere Verbindungen durch unvollständige Reaktion mit Kohlenstoffelement unter reduzierenden Bedingungen zu bilden, wodurch andere Verbindungen hergestellt werden. Zum Beispiel wird Platinalken reduziert, um Triethanolamin zu erhalten; Ethanolamin wurde durch unvollständige Reaktion von Ptene Ethanolamin -Acrylamid erhalten; Palladiumalken wurde durch unvollständige Reaktion von Platinalken -Ethanolamin -Acrylamid erhalten;Palladiumpulverwurde durch unvollständige Reaktion von Platinalken -Acrylamid erhalten; PT PD wurde durch unvollständige Reaktion von Ptene Acrylamid erhalten. In diesen Reaktionen werden einige kleine Produkte oder Zwischenprodukte wie Palladium -Platin -Enamid -Acrylamid (PVDF) oder aromatische Kohlenwasserstoffe ebenfalls hergestellt.
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