(三)对铂系元素的研究:“钯”

研究背景:

“重磅！广期所铂、钯期货合约草案亮相”，铂、钯期货是广期所规划上市的服务绿色发展类品种板块的重要组成部分。6月28日，在2023上海铂金周暨中国铂族金属市场峰会上，广期所商品事业部有关负责人介绍了广期所铂、钯期货合约草案设计情况，并邀请业界专家、企业建言献策，以对合约进一步修改完善。

我国是全球最大的铂族金属消费市场和进口国。作为新能源、新材料行业的“维生素”，以铂金为代表的铂族金属应用日趋广泛，战略地位凸显。虽然此次披露的合约设计仍处于初期的草案阶段，但中国版铂金、钯金期货依然备受海内外市场关注。

(资料图片仅供参考)

钯，是一种化学元素，其化学符号为Pd，原子序数为46，原子量为106.42u。铂族金属化学性质相似，但钯的熔点最低，也是这些贵金属中密度最低的一种。钯金属，与它的同族元素铂金属，在现有的供给量当中，有一半以上被用在触媒转换器当中。这些触媒转换器能将汽机车排放废气中的90%的有害气体（例如：一氧化碳、二氧化氮、碳氢化合物），转换为毒害性较低的物质（例如：二氧化碳、氮气、水）。钯也常被使用在电子工业、牙医学、医学、氢气纯化、化学应用、地下水处理以及珠宝业。钯能催化氢气及氧气反应产生水及热，是燃料电池中关键的成分。钯及其他铂族金属的矿床很罕见。钯含量较高的矿床主要分布在：南非德兰士瓦盆地的布希维尔德火成岩复合体的白云带、美国蒙大拿州的斯蒂尔沃特综合体、加拿大安大略省的索德柏立盆地及珊德湾区、俄罗斯的诺里尔斯克综合体，近期更在菲律宾米沙鄢群岛的北部发现。回收废弃触媒转换器中的钯也是其中一种来源。由于众多的应用以及资源的有限性，引起了大量的投资兴趣。

性质

钯是一种类似铂的软银白色金属，是铂族金属族当中密度及熔点最低的。退火时柔软且具有延展性，冷加工时可提升强度和硬度。钯可缓慢溶于热发烟硝酸、热浓硫酸以及常温之王水，并在精细研磨后可溶于含氧的盐酸当中。钯在标准温度下不与氧反应，因此在空气中不会失去光泽。加热至800℃的钯将产生一层氧化钯，并且在含硫的潮湿空气中会轻微褪色。在3.2K的低温中以α粒子轰击钯膜将会使之产生缺陷，而表现出超导性。

化合物

钯化合物通常以0价和+2价两种价态存在，其它价态的化合物也是已知的。总体上来说，与其它元素相比，钯化合物的性质和铂更接近。

应用

钯在现代最大的用途是催化转换器，汽油尾气催化剂，占比约80%，也能用作珠宝、牙科材料、手表配件、血糖试纸、飞机火花塞、手术器械和电接触点，或者用于制作专业的横向长笛。也能用作贵金属投资商品。钯能够吸收氢气，因此它也是1989年开始的有争议的冷聚变实验的关键组分。诺里尔斯克镍公司（NorilskNickel）是俄罗斯最大的，同时也是世界最大的有色金属和贵金属生产商之一，其生产的钯占全球产量的66%。

催化

钯均匀负载时，如得到钯碳催化剂，可以用作多功能的催化剂，它可以加速氢化、脱氢以及裂化反应。有机化学中大部分碳－碳键的偶合反应都借助于钯化合物催化剂来完成，如赫克反应和铃木反应。当钯分散到导电材料上时，可以得到优良的电催化剂，用于催化在碱性介质氧化伯醇。在2010年，钯催化的有机反应获得了诺贝尔化学奖。另外，钯可用于均相催化，和多种配体结合，完成高选择性的化学转换，如钯催化剂用于催化的C−F键的反应。钯也是林德拉催化剂的重要成分。Kumada交联反应的催化循环，该反应广泛用于精细化学品的合成。钯催化剂主要用于有机化学以及工业应用，它在合成生物学上也是有较好的前景。在2017年，钯纳米颗粒在哺乳动物体内被证实了有治疗疾病的催化活性。

电子学

钯在电子学中的第二大应用便是用于电容器中，其中钯以及钯银合金用作电极。钯（或钯镍合金）可以用作消费电子产品中的连接部分、配件组分或焊接材料。根据2006年庄信万丰的报告，电子行业在当年耗用了107万金衡盎司（合33.2吨）的金属钯。

储氢

钯在室温可以很容易地吸收氢气，形成氢化钯PdHx（x＜1）。虽然很多过渡金属也有这种性质，但钯可以高效地吸收氢气，并且在x接近1之前不会失去延展性。钯的这一性质被用于高效、相对廉价且安全的氢储存设备的研究中，但钯本身的价格昂贵是必须要考虑的因素。钯中的氢含量影响着磁化率，随着氢含量的增高，磁化率降低，并且在形成PdH0.62时变为零。在任意更高的比例下，固溶体变为具有抗磁性。

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