白金黒(Ptブラック)は、優れた触媒特性を持つ微粉末状の白金です。その名前は、黒色であることに由来します。薄膜電極、燃料電池膜触媒、あるいは可燃性ガスの触媒着火剤として、ガスランプ、オーブン、コンロのバーナーなどの「自動点火」に用いられるなど、様々な用途があります。
白金黒は、固体白金金属を覆う薄膜として広く用いられ、電気化学用途の白金電極を形成する。白金電極をこのような白金黒の層で覆うプロセスは、「白金の白金化」と呼ばれる。白金化された白金は、電極の幾何学的表面積よりもはるかに大きな真表面積を持つため、光沢のある白金よりも優れた性能を発揮する。
白金黒粉末は、プロトン交換膜燃料電池の触媒として使用されます。一般的には、白金黒粉末は超音波ノズルを用いて噴霧するか、膜またはガス拡散層に熱圧着されます。エタノール水溶液に白金黒粉末と炭素粉末を懸濁させることで、コーティングの均一性、電気伝導性を最適化するとともに、膜への塗布の場合には、塗布中の膜の脱水を防ぐことができます。
歴史的に、多くの「自動点火式」ガスランプ、オーブン、ストーブバーナーは、少量のガスの酸化を触媒するために白金黒を使用しており、マッチや火花を使わずに点火することができました。これは、水素ガス(H₂)を相当量含む発生ガス、都市ガス、木質ガスに特に有効で、白金黒は水素ガスの酸化を非常に効果的に触媒します。
白金黒粉末は、塩化白金アンモニウムを溶融硝酸ナトリウム 中で500℃で30分間加熱し、その後溶融物を水に注ぎ、沸騰、洗浄し、褐色の粉末(二酸化白金と考えられている)を気体水素で還元して白金黒にすることで製造できる。[ 1 ]
白金化の前に、白金表面を王水(50%溶液、すなわち12 mol/kgのHCl 3容量、16 mol/kgのHNO 3 1容量、水4容量)に浸漬して洗浄する。[ 2 ]
白金化は、0.072 mol/kgのクロロ白金酸と0.00013 mol/kgの酢酸鉛の水溶液から、最大10分間、30 mA/cm 2の電流密度で行われることが多い。このプロセスでは陽極で塩素が発生する。塩素と陰極の相互作用は、適切な分離(例えば、ガラスフリット)を用いることで防止される。[ 2 ]
別の著者[ 1 ]は、15分間、30秒ごとに極性を反転させながら、 5 mA/cm 2の電流密度で電気めっきすることを推奨している。
白金めっき後、電極は洗浄し、蒸留水に浸して保管してください。電極は長時間空気に触れると触媒活性を失います。
白金上に白金黒を電気めっきするプロセスは、ラングレーのランプブラックで覆われた白金箔をボロメータ用に再現できなかったルマーとクルバウムによって発明されました。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]白金黒が陰極に付着しなかったとき、彼らは電解液中のクロロ白金酸に約1%の硫酸銅を加えると結果が改善されることを発見しました。後に、彼らは硫酸銅よりもはるかに少ない割合の酢酸鉛の方が効果的であることを発見しました。
白金スポンジは、多孔質で灰黒色の白金の一種で、水素や酸素などのガスを大量に吸着できるため、アンモニウムの酸化など多くの気体反応における触媒として使用できます。また、可燃性ガスの着火にも使用できます。電子機器、化学工業、精密合金の原料として使用され、界面活性剤としても使用できます。王水に溶解し、金属粒子の塊から形成されます。

これは、以下の特性を持つプラチナ粒子の塊からできています。
アスベストをクロロ白金酸またはクロロ白金酸アンモニウムに浸漬して製造される。その後、この物質を燃焼させて白金スポンジを生成する。あるいは、クロロ白金酸アンモニウムを強熱することによって製造することもできる。その触媒特性は製造方法によって異なる。[ 1 ]
水素飽和塩酸中では、光沢のある白金電極は、正味電流がゼロのときに白金黒に対して正の電位( 室温で+340 mV)をとることが観察された。温度が70 °Cまで上昇すると、電位差はゼロに低下した。[ 7 ]この理由は完全には明らかではないが、いくつかの説明が提案されている。
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