Platina svart

Platinasvart ( Pt black ) är ett fint pulver av platina med goda katalytiska egenskaper. Namnet på platinasvart beror på dess svarta färg. Det används på många sätt; som en tunnfilmselektrod, en bränslecellsmembrankatalysator eller som en katalytisk antändning av brandfarliga gaser för "självtändande" gaslampor, ugnar och spisbrännare.

Används

Tunnfilmselektrod

Platinasvart används i stor utsträckning som en tunn film som täcker solid platinametall och bildar platinaelektroder för tillämpningar inom elektrokemi . Processen att täcka platinaelektroder med ett sådant lager av platinasvart kallas "platinisering av platina". Den platinerade platinan har en verklig ytarea som är mycket högre än elektrodens geometriska ytarea och uppvisar därför en verkan som är överlägsen den hos glänsande platina.

Bränslecellmembrankatalysator

Platinasvartpulver används som katalysator i protonutbytesmembranbränsleceller . I vanlig praxis sprutas platinasvarten antingen med hjälp av ett ultraljudsmunstycke eller varmpressas på membranet eller gasdiffusionsskiktet. En suspension av platinasvart och kolpulver i etanol-vattenlösningar tjänar till att optimera likformigheten hos beläggningen, elektrisk ledningsförmåga, och i fallet med applicering på membranet, för att förhindra uttorkning av membranet under appliceringen.

Katalytisk antändning av brandfarliga gaser

Historiskt har många "självtändande" gaslampor, ugnar och spisbrännare använt platinasvart för att katalysera oxidationen av en liten mängd gas, och tända enheten utan en tändsticka eller gnista. Detta fungerar särskilt bra för produktionsgas , stadsgas och vedgas som innehåller en betydande del av vätgas (H ₂ ) som är särskilt väl katalyserad av platinasvart.

Tillverkning av platina svartkrut

Platinasvartpulver kan framställas av ammoniumkloroplatinat genom att värma till 500 °C i smält natriumnitrat i 30 minuter, följt av att smältan hälls i vatten, kokas, tvättas och reduktion av det bruna pulvret (tros vara platinadioxid) med gasformig väte till platinasvart.

Process för platinisering av platinametall

Före platinisering rengörs platinaytan genom nedsänkning i aqua regia (50 % lösning, dvs 3 volymer 12 mol/kg HCl, 1 volym 16 mol/kg HNO3, ₄ volymer vatten).

Platinisering utförs ofta från vattenlösning av 0,072 mol/kg klorplatinsyra och 0,00013 mol/kg blyacetat , vid en strömtäthet av 30 mA/cm2 ⁱ upp till 10 minuter. Processen utvecklar klor vid anoden; interaktionen av klor med katoden förhindras genom att använda en lämplig separation (t.ex. en glasfritta) .

En annan författare rekommenderar elektroplätering med strömtätheten 5 mA/cm ² samtidigt som polariteten vänds var 30:e sekund i 15 minuter.

Efter platinisering ska elektroden sköljas och förvaras i destillerat vatten. Elektroden förlorar sina katalytiska egenskaper vid långvarig exponering för luft. ^{[ citat behövs ]}

Processen för galvanisering av platinasvart på platina uppfanns av Lummer och Kurlbaum när de inte kunde reproducera Langleys lampsvartklädda platinafolier för bolometrar . När platinasvarten inte fäste vid katoden fann de att tillsats av cirka 1% kopparsulfat till kloroplatinsyran i elektrolyten förbättrade resultaten. Senare fann de att en mycket mindre andel blyacetat fungerade bättre än kopparsulfatet.

Platina metall svamp

Platinasvamp är en porös, gråsvart form av platina som kan adsorbera en stor mängd gas, såsom väte eller syrgas, vilket gör att den kan användas som katalysator i många gasreaktioner, såsom oxidation av ammonium. Den kan också användas för antändning av brännbara gaser. Det används som råmaterial för elektroniska instrument, kemisk industri och precisionslegeringar. Det kan också användas som ett ytaktivt medel . Det är lösligt i regenvatten och bildas av en massa metallpartiklar.

Egenskaper hos platinasvamp
CAS	7440-6-4
Formel vikt	195.08
Renhet	Pt≥99,9 %
Utseende	Svartkrut
Smältpunkt	1769℃
Kokpunkt	3827℃
Densitet	5,78 g/ml
Löslighet	Löslig i aqua regia ; Olösligt i vatten och oorganisk syra

Den är gjord av en massa platinapartiklar med följande egenskaper:

Platina (Pt) innehåll:≥99,9%
Järn (Fe) innehåll:≤0,005 %
Specifik yta: 40~60m ² /g
Partikelstorlek: < 10 nm
Farlig kod: F
Farlig nivå: R11
Säkerhetsnivå: S16
FN-nummer: 3089

Den framställs genom att doppa asbest i klorplatinasyra eller ammoniumklorplatinat . Ämnet bränns sedan för att producera platinasvamp. Alternativt kan den tillverkas genom kraftig uppvärmning av ammoniumkloroplatinat . Dess katalytiska egenskaper varierar beroende på detaljerna i tillverkningen.

Potential för platinerad platina kontra glänsande platina

I vätemättad saltsyra observeras den blanka platinaelektroden anta positiv potential jämfört med platinasvart vid noll nettoström (+ 340 mV vid rumstemperatur). När temperaturen ökade till 70 °C sjönk potentialskillnaden till noll. Orsaken till detta är inte helt klarlagd, även om flera förklaringar har föreslagits.

Se även