文章轉載自“戰略性關鍵金屬科普平台”

金屬界的刺客——鉑

說到刺客你會想到什麼？

這個？

古代蒙面刺客

這個？

王者榮耀中的刺客——蘭陵王

還是這個？

雪糕刺客

都不是！

今天我們要說的刺客

是金屬界的刺客——鉑

金屬鉑

之所以稱它為刺客

不僅是因為它令人咂舌的價格

還因為它和钌、铑、钯、锇、銥

這五個元素一起

共享最高強度、最高密度

最高熔、沸點和最耐腐蝕等特點

被我們稱之為鉑族元素

鉑族元素在元素周期表中位置

一 鉑的性質

鉑，俗稱白金

原子序數78，原子量195.084

位于元素周期表第六周期，Ⅷ族

屬于過渡金屬

鉑元素

鉑為銀白色金屬，密度大(21.45 g/cm³)

純淨鉑的顔色

（來源：鉑：一期“燒”掉幾十萬的科普視頻）

鉑具有高熔點（1769℃）

高沸點（3827℃）

鉑在空氣中加熱

（來源：【化學元素控】鉑Pt：小姐姐們喜歡的金屬）

鉑質地較軟

有良好的延展性、導熱性和導電性

鉑的延展性

（來源：鉑：一期“燒”掉幾十萬的科普視頻）

它的化學性質穩定

不溶于鹽酸、硫酸、硝酸和堿溶液

但可溶于王水

鉑在王水中溶解

（來源：鉑：一期“燒”掉幾十萬的科普視頻）

鉑的電價為 2、 4、 5、 6

高溫下可與硫、磷、鹵素發生反應

用于制鋇鹽、合金、焰火、核反應堆等

鉑元素合金和煙火

二 鉑的曆史

當歐洲人第一次

在西班牙的力拓河的泥沙中淘金時

偶然發現一種白色的金屬混雜在黃金中間

他們認為這是銀的廉價“親戚”

或者是“未成熟”的黃金

他們費了好大的勁兒

才把這種白色金屬分離出來

輕蔑地稱之為"platina del Pinto"

意思是"力拓河中的碎銀"

鉑的英文名platinum

正是來自西班牙語中"白銀"一詞（plata）

當時的人們還“不識貨”

不僅關閉了部分被鉑“污染”的金礦

而且，當西班牙政府看見商人

在銀元中混用摻有鉑的僞币時

還憤怒地下令把開采到的鉑統統扔進大海裡

此後，鉑又被人冷落了許久

18世紀40年代

西班牙數學家、探險家安東尼奧·德·烏略亞

在秘魯檢視了鉑金屬并記錄下有關它的詳細資料

1752年，瑞典人亨裡克·謝弗仔細地研究了鉑

并确認它是一種貴金屬元素

金屬鉑

在随後的半個世紀裡

科學家對鉑的興趣大增

并對其進行了各種各樣的物理、化學分析

然而

鉑在所有金屬中反應活性最低

使得科學家很難勘破它的秘密

1799年，由于鉑的強惰性

讓它有了非常合适的用途

法國科學院制造了一根鉑棒

作為“米”的标準

國際米原器

同時還制造了一根鉑圓柱體

（含90%的鉑和10%的銥）

作為“千克”的标準

國際千克原器

三 鉑的資源

相較于金、銀礦産資源

鉑族元素金屬礦産資源儲備更低

如果把世界上所有鉑族元素

倒入一個奧運會标準泳池内

它的深度都不足以覆蓋腳背

而在所有的鉑族元素中

鉑在地殼中含量最少，僅為5×10^-9

通常它是作為提煉鎳與銅的副産物而獲得的

a.自然鉑 b.含鉑黃鐵礦

c.砷鉑礦 d.海綿鉑

我國的鉑消費量居世界之首

年需求量超過70噸

而我國每年的産量僅為2-3噸

存在巨大的資源缺口

每年都要從南非和俄羅斯進口數十噸鉑

四 鉑的應用

金屬鉑具有高熔點（1772℃）

出色的抗腐蝕性

以及穩定的化學性質等特點

在首飾、催化劑、傳感器、抗癌藥物

石油精煉、電子設備制造等領域有着廣泛應用

1 鉑金首飾

鉑有着極強的抗腐蝕性、耐高溫

化學性質不活潑

同時又因為鉑具有漂亮的光澤感

本身在地球的含量極其稀少

一些商人抓住了這個機會，将鉑制作成了首飾

16世紀，鉑金逐漸傳入歐洲

成為"與國王稱号相匹配的貴金屬"

鉑金也因其耐腐蝕

和很少與其他物質發生反應的優點

有着愛情永恒不變的寓意

鉑金首飾

2 燃料電池的“心髒”——鉑基催化劑

近年來

随着能源危機和環境污染問題日益嚴峻

氫燃料電池汽車産業發展迅猛

其中質子交換膜燃料電池（PEMFCs）

因其高效率、無污染、噪音小等優點

逐漸成為電動汽車綠色動力能源

鉑基催化劑由于其活性高、穩定性好的優良性能

被視為質子交換膜燃料電池的“心髒”

質子交換膜燃料電池

3 鉑合金納米材料

由Pt參與制備的合金納米自組裝材料

具有獨特的電、光、磁和機械特性

被廣泛應用于化學、生物傳感器等許多領域

如Au－Pt合金納米線在傳感器設備上組裝簡單

且靈敏度高、響應快、穩定性和重現性好

因此，作為電催化傳感器材料

組裝到微電極裝置的工作電極上

可用于檢測很多生物學反應的重要中間體

比如過氧化氫、膽固醇

甲醇、絨毛膜促性腺激素等

金-鉑合金納米線SEM圖

4 發光鉑配合物

生物體内存在一些進行信号傳遞

代謝調控的活性分子

當這些活性物質超出限定範圍

可能會導緻産生疾病

甚至是癌症

目前，在活性物質示蹤領域，金屬配合物

因靈敏度高、穩定性好、熒光壽命更長

不易自我猝滅等優點成為研究熱點

如2017年，Law團隊設計了一種

陰離子炔基鉑（Ⅱ）配合物

作為生物探針，用于胰蛋白酶的檢測

陰離子炔基鉑（Ⅱ）配合物

5 鉑類抗癌藥物

自從1965年Barnett Rosenberg發現了

順鉑對細胞增殖的抑制作用

鉑便開始以抗癌藥物的角色進入人們視野

順鉑、卡鉑、奧沙利鉑等鉑配合物

是目前醫學領域常用的抗癌藥物

但在臨床應用上都會有一定限制

目前仍在研究完善

鉑類抗癌藥物發展史

6 鉑族元素對幔源岩漿形成演化的示蹤

鉑不僅有許多實際用途，

對鉑族元素富集演化機制的研究

更具有重要的地質科學意義

鉑族元素具有極強親硫性

主要富集于硫化物中

能夠随着岩漿作用從地幔向地殼遷移

因此是幔源岩漿起源和演化以及

岩漿硫化物礦床成因研究非常有效的示蹤元素

五 鉑的未來

中國是最大的鉑族金屬消費國

中國的鉑金消費結構中

汽車工業需求占比最大

其次是首飾、原油工業、化工工業

玻璃制造和電子工業

此外，由于鉑是氫燃料電池中必需的催化劑

是氫燃料汽車快速發展的首要動力

因此鉑元素對我國實現“雙碳”目标

有着極為重要的作用

随着我國對鉑金屬的需求持續上升

未來對外依存度将進一步加大

因而應及時進行戰略儲備

以免因鉑族金屬控制國

在經濟、政治、軍事等方面的變動

對我國造成“卡脖子”的負面影響

主要行動包括：

1.加大鉑族金屬二次回收力度；2.加強國内鉑族元素礦床勘察研究；3.加強技術創新，提高我國共伴生鉑族金屬礦床的采收

END

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