鈀在汽車工業中的應用

鈀在有機合成以及生物醫藥中的應用日益廣泛，但由於這些應用往往只需要毫克量級的鈀元素，並非大宗商品，所以還不足以解釋它近年來價格的飛漲。

現代生活中，鈀最大的用途是在汽車工業。很多人也許會好奇，我們坐在汽車裡，完全看不到哪裡有鈀呀。實際上，汽車底盤的排氣管路中有一個非常重要也非常昂貴的器官——三元催化器。它可以利用廢氣中殘餘的氧氣和排氣溫度，使發動機排出的一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物等有害物質，轉化成幾乎無害的二氧化碳、水和氮氣。

由於這種催化器含有鈀（Pd） 、銠（Rh）、鉑（Pt）三種貴金屬，故稱之為“三元”。其中，銠和鉑主要負責催化還原，即將氮氧化物轉化為氮氣和氧氣；而鈀和鉑主要負責催化氧化，即將碳氫化合物和一氧化碳轉化為水和二氧化碳。

這一系列反應在無催化劑的條件下是極難進行的，但藉助三元催化裝置，汽車的尾氣淨化效率能到達90%以上。可以說，如今我們行駛在日漸擁堵的城市街道，卻仍能呼吸新鮮空氣，欣賞天高雲淡，這三種貴金屬元素功不可沒。

汽車三元催化器工作原理示意圖。NOx： 氮氧化合物； CO： 一氧化碳；HC：碳氫化合物。

近年來，日益趨嚴的環保政策也推動汽油車廠不斷提高尾氣排放標準。這就需要增加三元催化器中鈀的用量，從而帶動了鈀金的強勁需求。

2015年，德國大眾汽車公司被發現使用作弊軟體掩蓋其柴油車型的尾氣排放水平。“柴油門”事件很快引起軒然大波。此後，在監管機構的壓力下，歐洲柴油車開始失去市場，人們轉而更多購買汽油發動機。汽油發動機配套的三元催化器中鈀的含量要比柴油車高很多。這無疑對鈀的價格上漲起到了推波助瀾的作用，也讓鈀的供需矛盾更加凸顯。

我國鈀礦儲量

截至2019年底，國內查明的鉑族金屬資源儲量為401噸，主要礦山包括甘肅金川、雲南金寶山和四川楊柳坪等。其中，雲南金寶山是我國最大的獨立鉑鈀礦山，但由於選冶技術問題，加之特殊地形原因，至今開發難度較大。傳統的鉑金提純技術即選擇性沉澱分離技術，根據鉑絡合物的化學性質，透過溶解、鹽沉澱、再溶解、加熱還原等步驟達到鉑金提純的目的。鉑金的現代提純方法主要包括溶劑萃取和離子交換兩種，前者比後者應用更廣泛。目前，國內已有將傳統提純技術與現代提純方法相結合的手段提純鉑族金屬，並取得了良好的經濟效益。金屬冶煉過程中產生的陽極泥、銅鎳尾礦和催化劑可進行鉑族金屬的回收。

近年來，隨著我國在環保領域的重視度不斷提升，催化劑中的鉑族金屬回收較之前更加完善。然而，我國在鉑族金屬利用和回收技術領域尚處在初級階段，裝置與技術相較美國、日本、歐洲等國家仍比較落後。我國作為鉑族金屬資源回收的重點目標市場，未來應加強鉑族金屬的再生和資源迴圈利用方面的研究和應用，這也將在產生明顯的經濟效益的同時保障我國鉑族金屬的供應。

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