專利名稱：貴金屬的電化學溶解方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溶解貴金屬制備其水溶液的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及貴金屬鉑通過電化學作用直接溶解制備其酸溶液的方法。
背景技術：
貴金屬如鉑、鈀等的酸水溶液是合成各類含貴金屬如鉑、鈀等化合物和制備催化劑負載液的起始原料。在石油化工，醫(yī)藥，精細化工，有機合成等領域有著廣泛的應用。目前，溶解貴金屬如鉑等制備氯鉑酸溶液的方法都采用王水法。即將鉑片或海綿鉑加入到新配制的王水(濃鹽酸∶硝酸＝1∶3)溶液中，鉑溶解完全后，再逐漸加入鹽酸，加熱蒸去多余的硝酸。該方法的缺點有①所制備的氯鉑酸水溶液中含NO3-離子；②金屬Pt的溶解速度慢，并且費時；③鹽酸和硝酸消耗量大；和④產(chǎn)生大量NOx氣體，污染環(huán)境。
貴金屬鉑、鈀等在直流電解池中，由于幾乎不被溶解而經(jīng)常作為陽極使用。也就是說，貴金屬鉑電極在通常的直流電解池中，在一定的直流電流作用下，在鉑的表面生成一種難溶的鈍化膜，很難發(fā)生陽極溶解反應，一般發(fā)生電解水的作用。
在陽極上發(fā)生如下反應
在陰極發(fā)生如下反應
在陽極，即使有很少量的Pt因氧化而溶解，在陰極，PtIV離子也會發(fā)生還原反應，重新被還原成金屬Pt。在工業(yè)上，利用這種陽極氧化陰極還原的原理，進行非貴金屬鉛和銅等的提純。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種貴金屬如鉑、鈀等在濃酸溶液中，通過交流電的作用直接溶解的方法。
為敘述方便起見，本發(fā)明以貴金屬鉑在濃鹽酸中溶解制備氯鉑酸溶液為例進行說明。
本發(fā)明的原理是在兩鉑電極端上加載一定頻率的交流電，利用快速變換的正、負電流作用，使兩電極交替處于陰、陽極狀態(tài)下，破壞鈍化膜的生成，在兩極交替發(fā)生陽極溶解反應。即陽極反應陰極反應本發(fā)明的特征是在交流電作用下陰極不會發(fā)生鉑的還原作用。
本發(fā)明中所使用交流電的頻率為5Hz～200Hz，優(yōu)選20～80Hz。
本發(fā)明中所使用交流電的波形可以是正弦波、鋸齒波、方波等按一定規(guī)律變化的各種波形，優(yōu)選正弦波。
按照本發(fā)明的實施方法，加載到兩電極端上的交流電壓為2～100伏，優(yōu)選5～80伏，電流密度為0.01～5安/cm2，優(yōu)選0.1～2安/cm2。
本發(fā)明中所使用的電解池形狀不限，可以是單室或雙室等。
本發(fā)明中所使用的貴金屬是選自鉑、鈀、銠、釕和金組成組中的一種貴金屬。
本發(fā)明中所使用的酸選自鹽酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸、碳酸、磷酸和硫酸組成組中的一種酸。
本發(fā)明中可使用本技術領域內(nèi)公知的方法進行攪拌，以加速溶解過程的進行。
本發(fā)明方法對溫度沒有特別限制，通常在環(huán)境溫度-80℃下進行。
本發(fā)明的方法與王水法溶解金屬鉑的方法相比，優(yōu)點在于①鹽酸耗量少，不需要加熱驅趕NO3-離子。②因為不使用硝酸，所以無NOx氣體產(chǎn)生而污染環(huán)境。③氯鉑酸溶液純度高，無NO3-存在。由于使用鹽酸量少，因此由鹽酸引入的其它雜質含量也相應降低。④特別適宜于貴金屬鉑片的溶解。
具體實施例方式
下面，通過列舉實施例更詳細地說明本發(fā)明。但是本發(fā)明不受這些實施例的限制，本發(fā)明的范圍在附屬的權利要求書中提出。
實施例1取厚0.5～1mm鉑片，剪成125mm×30mm(重20克)作為電極放入盛有200ml 12NHCl的燒杯中構成電解池。向該電解池施加電壓為6.5伏、電流為25A的交流電。通入電流后，在燒杯周圍通冷卻水，控制電解池溫度在25℃。電極表面產(chǎn)生大量微小的氣泡，鹽酸顏色逐漸變黃，由淺變深。3小時后取出鉑電極洗凈、烘干、稱重。共溶解鉑9.72克。鉑的溶解速率為0.060克Pt/cm2.小時。
對比例1將電源改為直流電，電壓0.5～10伏，其它條件與實施例1相同，通入電流后，電極表面產(chǎn)生大量汽泡，鹽酸顏色變化不大。3小時后，取出洗凈、烘干。鉑電極減重0.1克。Pt的溶解速率幾乎為零。
實施例2將燒杯換成φ15mm U形管，對電解池施加電壓為60伏、電流為4.6安培的交流電，3小時后停止反應。鉑的溶解速率為0.0015g Pt/cm2.小時。
實施例3-6除改變鹽酸的濃度外，其它與實施例1條件相同，試驗結果列于表1。
表1

表1的結果表明，鹽酸濃度越高金屬Pt的溶解速率越高。
實施例7-10除使用表2所列酸之外，其它與實施例1條件相同，試驗結果列于表2表2

表2的結果表明，在本發(fā)明的方法中，鉑也能在上述酸中溶解。
實施例11-13除使用表3所列金屬之外，其它與實施例1條件相同，試驗結果列于表3。
表3

表3結果表明，本發(fā)明的方法也可用于其它難溶解的貴金屬。
本技術領域的技術人員十分清楚，在本發(fā)明方法的精神指引下，可對本發(fā)明進行一些修改或改進。但是，這些修改或改進只要不背離本發(fā)明的精神，都應包括在本的發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的范圍在附屬的權利要求書中提出。
權利要求
1.一種貴金屬的電化學溶解方法，其特征是①將貴金屬制成電極；②將該貴金屬電極置入盛有濃酸的電解池中；③在兩電極端加載頻率為10-100Hz、電壓2～100伏、電流密度為0.01～5安/厘米2的交流電，使該貴金屬溶解在酸中，制得該貴金屬的酸溶液。
2.按權利要求1所述的方法，其特征是所述的電極形狀為片狀、條狀、環(huán)狀或管狀中的一種。
3.按權利要求1中所述的方法，其特征是所述的交流電的波形為正弦波、鋸齒波或方波中的一種。
4.按權利要求1中所述的方法，其特征是電流密度為0.1～2.0安/厘米2。
5.按權利要求1所述的方法，其特征是交流電的電壓為5～80伏。
6.按權利要求1所述的方法，其特征是交流電的頻率為20-80Hz。
7.按權利要求1所述的方法，其特征是所述的酸是選自鹽酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、碳酸和磷酸組成組中的一種酸。
8.按權利要求1所述的方法，其特征是所述的貴金屬是選自鉑、鈀、銠、釕和金組成組中的一種貴金屬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種貴金屬的電化學溶解方法。其特征是1.將貴金屬制成電極；2.將該貴金屬電極置入盛有濃酸的電解池中；3.在兩電極端加載頻率為10－100Hz、電壓2～100伏、電流密度為0.01～5安/厘米
文檔編號B01F1/00GK1579605SQ0315329
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月14日 優(yōu)先權日2003年8月14日
發(fā)明者呂順豐, 秦燕璜 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院