新到一瓶硝酸钯二水合物，CAS号10102-05-3，分子式Pd(NO₃)₂·2H₂O，分子量266.46，黄棕色结晶粉末。标签上写着钯含量39.5%，分析纯。我打开瓶盖看了一眼，粉末表面已经有点发黏了——这东西在空气里吸潮的速度，比我见过的任何试剂都快。
准备称量的时候，我想起了以前用称量纸称硝酸钯的惨痛经历。那天下午，我打开试剂瓶，用小勺舀了一些粉末放到称量纸上，刚准备读数，天平的数字开始往上跳。我以为天平坏了，把粉末拿走重新归零，再放上去，数字还是慢慢往上走。十几秒的工夫，读数多了将近两毫克。当时我愣在那里，不知道发生了什么。后来才明白，硝酸钯二水合物极易潮解，它会从环境里吸收水分，粉末表面很快变得湿润，质量一直在变。你读数的时候，它还在吸潮。
从那以后我就改了规矩：称硝酸钯必须用带盖的称量瓶。先把空的称量瓶盖好盖子放到天平上归零。然后打开盖子，快速把硝酸钯转移进去，马上盖上。读数。再把这瓶样品倒进反应容器后，重新称一次空瓶。前后差多少，就是实际转移的量。这套动作两个人配合最稳，一个人舀粉，一个人盖盖子，暴露时间控制在十秒以内。好在今天叫了小张帮忙，两个人配合下来，称量误差不到0.1毫克。
称量瓶在使用前要在120℃烘箱里烘干至少两小时，然后放干燥器里冷却到室温再用。这一步不能省，称量瓶里如果残留水分，硝酸钯一进去就开始吸潮，称出来的数还是不准。有人问，为什么不用分析天平自带的内校？内校解决的是天平本身的漂移，解决不了样品吸潮。样品一边称一边吸潮，这是两码事。
配储备液的时候，我想起了刚开始做实验时踩的坑。那时候我直接用纯水溶，溶液慢慢变浑浊，底部出现棕色沉淀。刚开始还以为是杂质，后来查了资料才明白，是钯离子水解了。纯水的pH在7左右，钯离子在中性条件下水解生成氢氧化钯或碱式硝酸钯，这些玩意儿溶解度低，溶液就浑了。
多亏在科学粮草官上翻到了它的MSDS技术资料，才知道要用稀硝酸做溶剂。0.2 mol/L的稀硝酸，pH压到1以下，钯离子就老老实实待在溶液里了。配制方法是：取浓硝酸约13毫升，缓慢加入800毫升去离子水中，冷却后定容到1升。注意是酸加入水，不是水加入酸，这个顺序不能反。
配好的储备液装在棕色瓶里，4℃避光保存，一个月内用完。以前我不知道这个规矩，一瓶溶液用了两个月，后来发现颜色变深了，说明部分钯离子已经水解或聚集，浓度不准了，只能重新配。奇怪的是，那瓶溶液颜色变深之前，一直看着挺正常的，直到有一天我拿它做浸渍，催化剂活性死活上不去，排查了半天才怀疑到储备液上。
用储备液做催化剂浸渍之前，需要准确知道储备液的钯浓度，不能只靠称量计算，因为硝酸钯二水合物的含水量和钯含量有批次差异。送了个ICP样。取样前先把储备液摇匀，取1毫升稀释到100毫升，进ICP-OES。工作条件是：射频功率1300 W，雾化气流量0.8 L/min，辅助气流量0.2 L/min，等离子气流量15 L/min，选择Pd 340.458 nm谱线。标准曲线范围0到10毫克每升，相关系数0.9997。
结果出来，钯浓度是1.02克每升，跟理论值1.0克每升差不多，偏差在2%以内，可以接受。奇怪的是，同样的称量方式，上次有一批储备液ICP测出来只有0.96克每升。后来查了半天，发现那批硝酸钯的水分比标称值高了将近一个百分点。从那以后，我每次配储备液都会做ICP确认浓度，不再盲目相信称量计算。
浸渍操作是这样的。取活性炭载体1.0克，置于50毫升圆底烧瓶中。按目标钯负载量5 wt%计算，需要0.05克钯。根据ICP结果，储备液钯浓度1.02克每升，需要取49毫升储备液。用0.2 mol/L稀硝酸将储备液稀释至10毫升。将稀释后的硝酸钯溶液逐滴加入活性炭中，边加边搅拌，确保浸渍均匀。
这里有个细节：滴加速度不能太快，太快了局部浓度过高，钯在载体表面分布不均匀。我一般用移液枪每次加100微升，间隔十几秒，总共加了一百次左右。手有点酸，但值得。室温静置2小时，然后于80℃真空干燥6小时。注意干燥温度不能太高。有一次我图快，把温度设到了120℃，拿出来一看，样品表面发黑，钯被部分还原了。好在及时发现，重新做了一批。
干燥后的样品转入管式炉，氢气气氛下300℃还原2小时，氢气流量50毫升每分钟。还原前先通氢气排空气，这个步骤不能省，不然氢气和空气混合可能出问题。我一般通氢气十分钟后再开始升温。还原后的钯碳催化剂用于硝基苯加氢反应：取硝基苯1.0克，无水乙醇20毫升，催化剂0.05克，置于高压反应釜中，氢气压力1.0 MPa，温度60℃，反应2小时。反应产物用气相色谱分析，计算苯胺收率。
说到储存，硝酸钯二水合物的条件写的是2到8℃避光保存。常温干燥密封也可以，但温度不超过30℃，相对湿度不超过80%。我选择放冰箱，主要是为了抑制潮解和分解。从冰箱取出来不能马上开盖。瓶身温度低，空气中的水蒸气会在瓶壁凝结，水珠可能渗进去。我的做法是：从冰箱取出后，在室温下静置半小时，让瓶身回到室温，擦干外壁，再打开。
棕色瓶避光也是必须的。硝酸钯对光敏感，长期暴露在光照下会加速分解。我们实验室的硝酸钯放在冰箱最底层，外面套了黑色塑料袋，每次取用都从袋子里拿，用完马上放回去。奇怪的是，有一次我把硝酸钯忘在实验台上过夜，第二天打开一看，粉末表面颜色比之前深了一些。虽然ICP测出来钯含量没怎么变，但溶解的时候比以前慢了一点。从那以后，我再也没敢把硝酸钯放在冰箱外面超过半天。
多亏在科学粮草官上搜了一下这个产品的基础信息，看到了不同品牌的钯含量标注范围确实有差异，有的写39.0%到41.0%，有的写38.5%到40.5%。换供应商的时候，先把候选产品的基础信息对比一遍，心里有个底，比盲目换货踩坑强。以后每一批硝酸钯到货，我都会先做ICP、水分、溶液外观、小试活性四项验证，通过之后才正式投用。这套流程表面上多花半天时间，实际上省掉的是后续反复排查问题的时间。贵金属实验室里做过几年的人，基本都会自觉养成这个习惯。
