Электрохимическое растворение платины в ионной жидкости

Драгоценные металлы, в особенности платина, являются катализаторами многих промышленно значимых реакций. Одной из наиболее динамично развивающихся областей практического применения платины являются некоторые типы топливных ячеек.

К сожалению, в настоящее время широкая коммерциализация технологии топливных ячеек затруднена благодаря малой распространённости платины в природе, и, как следствие – ее высокой стоимости. В связи с этим остается актуальной является проблема разработки эффективных и экологически безопасных способов извлечения платины из отходов.

Цзин-Фан Хуан (Jing-Fang Huang) и Хао-Юань Чэнь (Hao-Yuan Chen) из Национального Университета Тайваня предлагают новый метод вторичной переработки отходов платины, основанный на растворении металла в ионной жидкости.

Вторичная переработка платиновых отходов представляет собой сложный многостадийный процесс, первый этап которого заключается в растворении использованной платины. Химическая инертность платины значительно затрудняют практическое осуществление этого этапа. Обычно для растворения платины используют царскую водку (смесь концентрированной азотной и соляной кислот) или травильный раствор «пиранья» (piranha etch) – смесь концентрированных серной кислоты и перекиси водорода. В ряде случаев для растворения платины могут применяться электрохимические методы, но для них также необходимо применение токсичных или/и вызывающих коррозию оборудования электролитов. Еще одним недостатком электрохимических методов является невысокая плотность тока и пассивирование электродов.

Хуан и Чэнь разработали новый процесс электрохимического растворения платины, лишенный недостатков, упомянутых выше. В соответствии с новым протоколом, платину растворяют электрохимически в смеси хлорида цинка и ионной жидкости. Ионная жидкость представляет собой органическую соль, в состав которой входят объемные катион и/или анион, благодаря чему такое соединение остается в жидком агрегатном состоянии при температурах до –100°C. За ионными жидкостями закрепилась репутация экологически безопасных растворителей, так как они характеризуются низким значением упругости паров и высокой термической стабильностью. Ионные жидкости также обладают также хорошей ионной проводимостью, что обуславливает возможность их применения в электрохимии.

Использованная платина вводится в систему в качестве электрода, на который подается напряжение, при этом ионная жидкость нагревается до 100°C, при этих условиях растворение платины протекает с очень высокой скоростью. Переведенная таким способом в раствор платина далее может осаждаться на другом электроде без первоначальной обработки раствора платины в ионной жидкости. Исследователи уверены, что разработанный процесс может быть адаптирован для переработки отходов и других драгоценных металлов.