铂族金属在元素周期表中位于第五、战略最早六周期，金属金属VIII族，博物被发铂族属于过渡金属。馆铂包括钌（Ruthenium，战略最早元素符号Ru）、金属金属铑（Rhodium，博物被发铂族元素符号Rh）、馆铂钯（Palladium，战略最早元素符号Pd）、金属金属锇（Osmium，博物被发铂族元素符号Os）、馆铂铱（Iridium，战略最早Ir）、金属金属铂（Platinum，博物被发铂族元素符号Pt）六种元素。铂族金属具有熔点高、强度大、电热性稳定、抗电火花蚀耗性高、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性能强、催化活性良好等特点，被广泛应用于汽车、首饰、化工、电气电子、玻璃制造等多个领域。铂族金属以其特殊性能和资源稀有而著称，与金、银合称“贵金属”，其中，铂是最早被人类发现的铂族金属。
图1：铂族金属在元素周期表的位置
一、铂的基本特性
铂（Platinum）是元素周期表中的第78个元素，俗称铂金或白金，化学符号Pt，原子量195.084，熔点1769℃，沸点3827℃。铂在地壳中含量十分稀少，仅为亿分之五，远低于其他稀散金属。铂主要以游离状态分布于冲积矿床和砂积矿床中，易与其他铂系元素形成合金，如钯铂矿、锇铱铂矿等。当前主要铂矿有砷铂矿、硫铂矿、锑铂矿、硫铂钯矿、硫镍钯铂矿、锑金铂矿、锡铅铂钯矿、铋锑铂矿、含铂金银矿等。
图2：铂金属单质形态
二、铂的发现过程
铂的英文名称Platinum来自西班牙语中“白银”plata一词，取自西班牙语“platinadelPinto”，意为“力拓河中的碎银”。原因是16世纪初，大批西班牙冒险家到非洲和美洲去探金寻宝，当他们在厄瓜多尔力拓河的泥沙中淘金时偶然发现一种白色的金属混杂在黄金中间，当时的人们认为这是白银的一种，会拉低金矿的品位和价值，于是用尽各种方法将黄金从这种白色金属中分离出来，由于分离成本高，西班牙政府不仅关闭了部分被铂“污染”的金矿，而且严禁在银元中混用掺有铂的伪币。
图3：高纯铂锭
此后，铂被冷落了许久，直至18世纪40年代，西班牙数学家安东尼奥·德·乌略亚带领科学考察团赴秘鲁考察，同样在金矿中发现了铂并记录下其详细资料。1748年，英国化学家沃森正式确认这是一种新元素，并称其为“platinum”。1752年，瑞典科学家亨里克·谢弗确认铂是一种贵金属元素。此后，人们开始对铂进行各种各样的物理、化学分析，铂因此不断被世人熟知，正式开启了通往贵族之路的逆袭。
三、铂的特性和用途
铂质地较软，有良好的延展性、导热性和导电性，铂的化学性质不活泼，在空气和潮湿环境中稳定，不溶于盐酸、硫酸、硝酸和碱溶液，但可溶于王水和熔融碱。因其具有出色的抗腐蚀性以及稳定的化学性质等特点，铂在催化剂、首饰、传感器、抗癌药物、石油精炼、电子设备制造、医学行业等领域都有着广泛应用。
珠宝首饰是人类最早应用铂的领域。18世纪，铂金深受法国国王路易十六的喜爱，他也是第一个佩戴铂金饰品的国王并盛赞其为“唯一与国王称号相匹配的贵金属”。1900年欧洲著名珠宝制造商Cartier第一次将铂金运用于皇冠饰品后，铂金细腻精致的质感征服了欧洲皇室贵族，并开始在民间受到追捧。今天，铂金首饰因其耐腐蚀和很少与其他物质发生反应，寓意了爱情的永恒不变，成为爱情的象征，铂金也因此被称为“爱情金属”。
图4：铂金戒指
汽车催化剂是目前铂的最大应用领域。铂催化剂可以将汽车尾气中90%的烃、氮氧化物、一氧化碳转化为水、氮气和二氧化碳，达到减少有害气体排放的目的，是全球通用的治理尾气最有效机外净化控制方法，传统柴油车中铂族金属总含量约5-10克，汽油车中铂族金属含量为2-5克。尤其是近年来，全球能源危机和环境污染问题日益严峻，氢燃料电池汽车产业快速发展，质子交换膜燃料电池因具有高效率、无污染、噪音小等优点而逐渐成为电动汽车绿色动力能源。铂基催化剂是该电池的核心材料，能较大限度的降低电极反应活化能，促使氢和氧以最佳速率稳定地发生反应，进而提高发电效率。
图5：汽车尾气催化剂原理图
此外，石油化工领域，铂被广泛应用于各类化学催化反应中（氢化/脱氢/异构化/环化/脱水/裂解），如二氧化铂是氢化反应的催化剂；玻璃工业中，铂多用来制造耐腐蚀的化学仪器，如反应器皿、蒸发皿、坩埚等；在电子工业领域，铂用于制造接触点和铂铑合金热电偶、铂铱火花塞电极；其他方面，铂可与钴、铁形成合金以制备永磁体，用于航天航空仪表、电子钟表、磁控管等。
图6：2019-2022年铂金需求量
图7：2019-2022年铂金工业分行业需求量
四、全球铂资源分布
铂族金属资源全球分布极其不均衡，根据美国地质调查局数据，全球储量约为7.0万吨，主要分布在南非（约占全球铂储量的91%），南非也是全球铂矿的主要产地，其他铂族金属资源丰富的国家有俄罗斯、津巴布韦、美国和加拿大，但储量远远落后于南非。
图8：全球铂族金属主要资源国（单位：吨）
我国铂族金属极度匮乏，到70年代才发现了一些低品位的含铂贫矿，目前仅占全球铂族金属资源量的0.4%。根据《中国矿产资源报告2022》，我国已查明铂族金属总储量为87.69吨，资源储量持续下降。从全国各地区储量分布来看，主要分布在甘肃、云南、河北、四川、新疆和青海等省份。与储量相比，我国铂消费量居世界之首，年需求量达70吨左右，资源缺口较大，因此，我国每年都要从南非和俄罗斯进口大量铂金。
图9：中国铂族金属资源分布
责任编辑：张靖笛
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