1314-15-4 / 亞當斯催化劑——二氧化鉑

二氧化鉑主要用于電子工業、醫藥等行業中，是 高活性加氫氧化劑,適用于雙鍵、三鍵、芳香經、叛基、 腈、硝基等還原反應，也被稱為亞當斯催化劑。二氧 化鉑的分子式為Pt2O·nH2O,其制備是用過量的堿與Рx（IV）的氯絡合物反應，然后再用乙酸或硫酸中 和而成。隨著對氧化鉑需求量的增加，制定氧化鉑的 行業標準是非常必要的,測定其中的鉑含量為重要指標。現測定高含量鉑的方法有氯鉑酸銨重量法和 EDT絡合滴定法。這兩種方法首先要求必須將 試樣溶解，才能測定鉑含量。二氧化鉑不易溶于酸，不溶于水,不溶于王水,這給分析測定工作帶來了難度。

亞當斯催化劑的發明

念過有機化學的人，一定對亞當斯催化劑不陌生，所謂亞當斯催化劑就是二氧 化鉑，又稱氧化鉑，化學式Pt02。二氧化鉑是黑色固體﹔熔點450℃﹐相對密度10.2 ﹔不溶于水、濃酸和王水。在有機合成中廣泛用作氫化反應的催化劑，但這種催化劑到底是如何發明的呢?

亞當斯是美國伊利諾大學的化學系系主任，在他的帶領下，學生都相當有 成就，他的學生包括發明尼龍的柯洛塞茲（W .Carothers），及已故臺大校長，中 央研究院院長錢思亮。

但在學術上使亞當斯名垂化學史冊的一件事，是他發明了氫化用的二氧化 鉑（Pt02）催化劑。氫化在化學工業上很重要，植物油的固化便是利用這反應。自 法國人（P.Sebatier）采用粉末狀鎳促進不飽和有機物的氫化后，很多人試探其他 金屬的性能。鈀、鉑等貴金屬證明有效，但這些催化劑不容易復制，導致有機化學 的進展遲緩。

1922年，亞當斯與學生們費了一年多時間,終于把鉑黑(platinum black） 制法標準化。他們用甲醛在堿液中把氯鉑酸(H2PtC16)還原的方法，屢次成功，就取 一盎司的氯鉑酸來大量制造。這次偏偏在緊要關頭出了意外:沉淀后的鉑黑，正待 收取時，瓷皿破裂，溶液流失在木桌上。一盎司的氯鉑酸，所值不菲，不能棄而不 顧。補救之道，是把木桌表面刮下，再將該雜物處理。不過他們用盡了正常的方法， 得到的鉑仍含雜質。于是亞當斯決定把它與硝酸鈉(NaNO3)共熔，以除去有機物，結 果得到一種棕色的粉末，即二氧化鉑。這二氧化鉑可被氫化，生成性能極佳的鉑催化劑。

晶型

PtO2具有α和β兩種品型，其中a-PtO2是著名的多相Adams催化劑，能氫化多 種基團，常用于烯鍵、羥基、醛基、亞胺、芳香硝基及芳環的氫化或氫解，所需反應條件溫和（室溫、常壓）。

Adams等最早將在450℃下熔融H2PtC16和NaNO3的混合物得到PtO2粉末用于催 化反應研究。上世紀七十年代，Calvin等以PtO2為光催化劑催化裂解水制氫。此 后，Ohtani等開始將負載在TiO2的PtO2用于乙醇的光催化氫化反應。Vorontsov 等比較了α-PtO2與Pt在CO氧化反應上的催化活性，發現α-PtO2在暗室里的催化活性比負載在TiO2上Pt 的催化活性高出近20倍。金等制備出針尖狀微晶結構的α -PtO2，用于催化氧化乙醇，并提出其反應機理有異于Pt/TiO2催化氧化甲醇體系。 Reetz等人在甜菜堿狻酸鹽或磺酸鹽表面活性劑存在的堿性條件下，將PtCl4或 H2PtC16溶液50℃下水解7天制得氧化鉑催化劑。該法制備的納米粒子可以固定在中性的A12O3上形成高活性多相催化劑。該催化劑適用于苯甲醛丙基氨化反應，其催化活性高出市售催化劑活性的4倍。