鉑碳回收,溶劑萃取法分離純化鉑
溶劑萃取是鉑溶液純化的方法。常用的萃取劑包括磷酸三丁酯(TBP)、胺類萃取劑(如Alamine336)等。在鹽酸介質(zhì)中,鉑主要以[PtCl6]2-形式存在,可以被選擇性萃取。典型工藝條件為:鹽酸濃度3-6mol/L,有機(jī)相中萃取劑濃度20%-30%,相比(O/A)1:1-1:3。經(jīng)過3-5級(jí)逆流萃取,鉑的萃取率可達(dá)99%以上。負(fù)載有機(jī)相用稀鹽酸或水反萃后,可獲得純度99.9%以上的鉑溶液。這種方法分離效果好,適合處理復(fù)雜溶液體系。
鉑碳回收,納米鉑碳回收技術(shù)難點(diǎn)
納米級(jí)鉑顆粒(<10nm)易在回收過程中團(tuán)聚,導(dǎo)致活性下降。中科院過程所發(fā)明聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保護(hù)法,在酸溶時(shí)維持顆粒分散。透射電鏡顯示回收后鉑顆粒平均粒徑僅增長2nm。該技術(shù)已應(yīng)用于貴研鉑業(yè),所產(chǎn)納米鉑用于藥物合成。另一突破是膜過濾濃縮技術(shù),用100kDa超濾膜回收溶解態(tài)鉑,效率提高20%。
鉑碳回收,超臨界水氧化處理有機(jī)毒物
對(duì)于含有機(jī)毒物的廢鉑碳,超臨界水氧化(SCWO)是理想的預(yù)處理技術(shù)。在溫度>374℃、壓力>22.1MPa條件下,水成為特殊溶劑,有機(jī)物氧化效率達(dá)99.9%以上。典型操作參數(shù):溫度450-500℃,壓力25-30MPa,停留時(shí)間30-60秒。該技術(shù)可分解硫化物、磷化物等毒物,且不產(chǎn)生二噁英等二次污染物。目前制約其大規(guī)模應(yīng)用的主要因素是設(shè)備投資高和材料耐腐蝕要求嚴(yán)格。
鉑碳回收,超臨界流體萃取技術(shù)突破
超臨界CO?(scCO?)改性萃取鉑的創(chuàng)新方法:
體系組成:scCO?+0.1M TBP+5%甲醇,壓力25MPa,溫度60℃;
傳質(zhì)特性:擴(kuò)散系數(shù)達(dá)3.2×10??m2/s,是常規(guī)溶劑的10倍;
分離因子:Pt/Pd選擇性比提升至85:1。
日本大坂大學(xué)的中試數(shù)據(jù)顯示,該技術(shù)鉑回收純度達(dá)99.99%,有機(jī)溶劑用量減少90%。
鉑碳回收,鉑碳催化劑的主要應(yīng)用領(lǐng)域
鉑碳催化劑因其的催化性能被廣泛應(yīng)用于多個(gè)重要工業(yè)領(lǐng)域。在石油化工中,它被用作重整催化劑,能夠?qū)⒌托镣橹档氖X油轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油組分;在燃料電池領(lǐng)域,作為質(zhì)子交換膜燃料電池的電極催化劑,促進(jìn)氫氣的氧化和氧氣的還原反應(yīng);在醫(yī)藥化工中,用于各類氫化反應(yīng),如藥物中間體的選擇性加氫;此外還應(yīng)用于汽車尾氣凈化、精細(xì)化工合成等多個(gè)領(lǐng)域。不同應(yīng)用場景對(duì)催化劑的性能要求各異,如燃料電池要求高鉑分散度,而石化應(yīng)用更注重抗燒結(jié)性能。
鉑碳回收,鉑碳回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估
鉑碳催化劑的回收具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以含鉑量10%的催化劑為例,每噸廢催化劑中含有約100kg鉑。按照當(dāng)前鉑價(jià)約30美元/克計(jì)算,僅鉑金屬價(jià)值就達(dá)300萬美元。實(shí)際回收過程中,通過優(yōu)化工藝可以獲得95%以上的回收率,即使考慮回收成本,利潤率仍可達(dá)40%-60%。此外,活性炭載體經(jīng)適當(dāng)處理后也可重復(fù)使用,進(jìn)一步提升了經(jīng)濟(jì)性。隨著鉑資源日益緊張和價(jià)格上漲,回收經(jīng)濟(jì)效益將更加凸顯,這也是近年來全球鉑碳回收產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主要原因。