“有机王水”蚀刻电路板工艺。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed. [2]
近日，比利时鲁汶大学（KU Leuven）的Koen Binnemans课题组在Chemical Communications 杂志上发表论文，开发出一种简单且环保的方法，不用王水溶解贵金属。他们利用高浓度的硝酸铝和氯化铝溶液，即可溶解钯、铂、金等贵金属，他们还将这种方法用于从金属丝和废汽车尾气催化剂中回收贵金属。
高浓度铝盐溶解贵金属。图片来源：Chem. Commun.
本文的灵感来自于1973年发表的一篇论文，其中提到一个有意思的现象，AlCl•6HO和Al(NO)•9HO的浓溶液溶解贵金属的速度远大于沸腾王水 3 2 3 3 2 [3]。尽管该文作者写道，这种现象的解释将在后续论文中描述，然后……就没有然后了。“我总是喜欢翻阅旧文献，寻找那些当时无法解释，但可能被现代研究方法解决的观察结果。”Koen Binnemans说[4]。
受到该论文的启发，研究者随即制备了高浓度的AlCl和Al(NO)3 3 3混合溶液，并将钯（Pd）丝置入溶液。3分钟后，钯丝开始溶解，4.5小时后溶解完全。类似地，将金（Au）丝置于溶液中，24小时后溶解完全。铂（Pt）丝在几天后溶解，而铑（Rh）丝不能溶解。这与王水溶解的结果相似，由于铑极端惰性，需要在高温高压的条件下才能溶解。
金丝溶解过程（a-c分别为3 h, 5 h, 24 h）。图片来源：Chem. Commun.
金属溶解的机理可通过氧化和络合机理来解释，例如Pt被HNO氧化后，与氯离子形成六氯铂酸盐（PtCl3 62−）离子。在较低pH（pH < 1）下，氯络合物可以稳定存在，而当pH升高后，将水解形成羟基络合物。钯具有较高的电化学电位和氯络合物稳定性，正因为如此，溶解的最快，而铂和铑的溶解则困难得多。
基于溶解速率不同，可以将几种贵金属进行有效地分离。比如从催化剂中回收铂族金属，第一步浸出可以选择在t = 15 min时，以获得钯的定量溶解。而铂和铑更多的存在于残渣中。随后进行第二步浸出，当时间增加到4小时后，约64%的铂可被溶解。多阶段浸出过程，更有助于提高铂和铑的分离。
