近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员李慧等开发出一种钯复合膜缺陷“自修复”技术，能够实现膜管表面缺陷的“自动愈合”。相关成果发表在《先进膜材料》上。

什么是钯？

它是一种闪亮的白色金属，与铂同族，还有钌、铑、锇和铱。

世界上大部分的钯来自俄罗斯和南非。其中大部分是在开采其他金属（通常是铂和镍）时作为副产品提取的。

它的主要商业用途是作为催化转化器的关键部件——汽车排气系统控制排放的一部分——主要存在于汽油和混合动力汽车中。绝大多数钯（超过 80%）用于将有毒气体（如一氧化碳和二氧化氮）转化为危害较小的氮、二氧化碳和水蒸气的设备中。它也用于电子、牙科和珠宝的程度要小得多。

近年来，这种金属的飙升价值已经见证了全球催化转化器盗窃案的激增。伦敦大都会警察局表示，2019 年前六个月的盗窃案数量比去年全年高出 70% 以上。

新技术让钯复合膜缺陷能够“自修复”

金属钯膜对氢及其同位素气体有着优异的渗透性和选择性，除氢气以外的其它气体均无法透过钯膜，因此，钯膜可用于氢气的分离与纯化，具有小型紧凑和纯度高等优点，在电子信息行业超纯氢纯化以及燃料电池氢源利用等方面具有重要应用前景。

传统纯钯膜通常厚达50微米以上，由于厚度限制，使得透氢量以及生产成本都不理想。采用多孔不锈钢或陶瓷支撑的负载型钯膜厚度可以降低到几微米，成本降低10倍以上，能够满足规模应用的需求。但与之伴随而来的是钯复合膜上可能存在少量针孔，不再对氢气具有唯一选择性，一氧化碳等其他气体可能有少量透过，影响氢气的纯度和质量。因此开发合适的缺陷修饰技术是提高钯膜质量的关键。

本工作中，科研团队开发了一种新的钯复合膜缺陷修饰技术，即高压氯化钯溶液渗透修饰方法。科研人员利用PdCl2与不锈钢支撑管中Fe、Cr、Ni的置换反应使得修复场景能够精准的发生在缺陷处，另外也能够在表面形成一层“倒刺”状钯层，使其具有增大钯膜比表面积的作用。研究发现，采用该技术修复后的膜能够在氢气、一氧化碳、二氧化碳混合气体稳定性测试中保持稳定300小时，并且将75%的氢气纯度提升到99.99%。该工作为钯复合膜缺陷修饰及废管修复提供了新思路。此外，该技术还有望应用到工业氢提纯中，得到纯度要求不高的产品氢。

李慧等长期从事钯膜材料的制备和应用研究，实现了超薄钯复合膜的产品化应用，并开发了不锈钢负载钯膜，该钯膜的透氢性能达到美国能源部DOE2015的要求，实现大于19000小时的长期稳定运行，并实现350次以上的快速升降温循环，满足燃料电池对于快速启动的要求。截至目前，团队已为芯片、人造钻石生产等提供60多台超纯氢气提纯器，产品已取得欧盟CE认证。

钯膜回收

废弃的钯膜通常来自于电子元器件的制造、拆卸以及金属废料的处理等环节。由于钯的价值极高，因此回收废弃的钯膜不仅可以减少资源浪费，还可以降低生产成本。而且，废弃的钯膜中还可能含有其他贵金属，如银、铂等，进一步提高了回收的经济效益。

钯膜回收的主要方法是火法冶炼和湿法冶炼。火法冶炼是指将废弃的钯膜加热至高温，通过氧化、还原等反应将钯从废料中提取出来。而湿法冶炼则是指将废弃的钯膜放入酸性溶液中，利用化学反应将钯从废料中提取出来。无论采用哪种方法，钯膜回收的过程都需要严格控制温度、压力、酸碱度等因素，以确保回收效率和产质量量。

钯回收有哪些主要来源

由于钯的珍贵性，回收和再利用已经成为一种重要的资源管理方式。钯回收的主要来源包括：

1.废弃汽车催化转化器：汽车催化转化器是包含大量钯的设备，用于将发动机废气中的有害物质转化为较为环保的气体。当这些汽车报废或进行维修时，废弃的催化转化器成为重要的钯回收来源。专业的回收企业可以从这些废弃汽车零部件中提取钯，经过精炼和处理后，得到高纯度的钯。

2.电子废弃物：钯在电子产品中的广泛应用使得电子废弃物成为另一个重要的钯来源。废弃的电容器、连接器、印制电路板等电子元件中含有钯，因此对电子废弃物进行有效的回收和处理可以获得大量的钯资源。专业的电子废弃物处理厂通常采用物理和化学方法，将废弃电子产品中的钯分离出来。

3.工业废渣：钯在化工工业中作为催化剂广泛应用，因此工业废渣中可能含有一定量的钯。这些废渣通常包括生产过程中的残渣和废弃的催化剂。通过对这些工业废渣进行细致的处理和提取，可以有效地回收钯。这可能涉及到化学溶解、过滤和电化学方法等。

4.旧珠宝和废弃首饰：由于钯在珠宝业中的应用，旧珠宝和废弃首饰成为潜在的钯回收来源。这些废弃的珠宝可能包括不再使用或破损的项链、戒指、耳环等。专业的金属回收企业可以通过化学溶解或冶炼的方法，从这些废弃珠宝中提取和回收钯。

5.工业过程中的废料：钯在多种工业过程中用作催化剂，因此工业生产中产生的废料和废水中可能含有钯。通过对这些废料进行分离和提取，可以获取可回收的钯。这可能需要采用一系列的物理和化学处理步骤。

文章来源： 鼎锋贵金属回收厂家，平泽贵金属，中国科学报