锂介导盐酸溶解-电沉积联用技术:实现废催化剂中钯的高效清洁回收

【字体: 时间:2025年09月09日 来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 16.9

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  为解决钯资源供需矛盾及传统回收效率低下的问题,研究人员开发出锂介导电沉积新工艺(Pd0→Li2Pd→Li2PdO2),通过密度泛函理论计算揭示转化路径,实验证实该技术可实现稀盐酸中钯的高效溶解,并获得高纯度、低晶格应力的钯沉积物。该研究为二次钯资源回收建立了溶解-电沉积一体化新范式。

  

这项突破性研究开创性地采用锂介导转化策略,成功破解了稀盐酸体系中钯溶解效率低下的行业难题。理论计算首次阐明Pd0经Li2Pd中间体(Pdδ?)向Li2PdO2(Pd2+)的精准转化路径,犹如为钯原子设计了一条"分子级高速公路"。实验证实该转化过程能完美继承前驱体结构特征,生成的Li2PdO2具有独特的Pd2+–O2?配位模式,在稀盐酸中展现出"秒级"溶解特性。

研究团队通过电场模拟发现,二维电极平面的各向异性电流分布会引发有趣的"边缘效应",这种效应如同无形的雕刻刀,精准塑造出环形钯沉积图案。电沉积产物不仅纯度高达99.9%,更展现出优异的(111)晶面择优取向,其晶格应变值创下行业新低。电压调控实验揭示,升高电压会促使钯沉积形貌发生从枝晶状到致密簇群的华丽转变,而浓度提升则会引发传质驱动的"尺寸分级"现象,仿佛为钯颗粒装上了智能生长调节器。

这项研究不仅攻克了钯溶解的"卡脖子"难题,更构建起"溶解-电沉积"联用的技术闭环,为贵金属循环经济提供了创新解决方案。其开发的相位工程策略,犹如为资源回收领域打开了一扇新的大门。

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