ICP法测定汽车催化转化器中铂、钯和铑

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随着汽车排气系统中催化转化器的出现，催化活性金属如铑(Rh)、钯(Pd)和铂(Pt)主要用于汽车工业。2012年，汽车催化剂行业消耗了约80%的Rh、74%的Pd和40%的Pt。

催化转化器通常包括Pt、Pd和Rh，它们被熔合到大面积的基材上，如堇青石或氧化铝。这是集成在一个金属外壳，连接到汽车排气系统转换有毒的氮氧化物(NO_x)和一氧化碳(CO)转化成水(H₂O)，二氧化碳(CO₂)、氮(N₂)和氧(O₂)，绿色环保。

汽车催化转化器中Rh、Pd和Pt的含量取决于所使用的燃料类型和发动机的容积，可能只包括Pt或Pd-Rh、Pt-Rh和Pt-Pd-Rh的不同比例。对于CO和烃类的氧化，使用铂和钯，而对于NO_x采用还原铑。

然而，Rh、Pt和Pd是有限的自然资源，提取和提炼它们的成本很高。因此，获得这些金属的另一种方法是回收使用或旧的汽车催化转换器。

然而，在获取和回收自动催化剂废料时必须考虑一些关键因素，例如，Rh、Pt和Pd的组成和价格会有很大的波动性。为了避免这些巨大的成本，准确地确定炼油厂或收集器现场可用的自动催化剂废料中Rh、Pt和Pd的含量是很重要的。

分析实验室通常采用采用微波消解系统的王水消解过程，以便通过电感耦合等离子体光谱法测定催化转化器的粉碎和研磨底物的活性金属含量。然而，这些消解程序需要相当长的时间，并且不能使样品完全溶解。

虽然浓硫酸(H₂所以₄)和氢氟酸可能导致样品完全溶解，使用这种有害的酸可能被证明是危险的。此外，高度熟练的化学家需要执行这些多步骤的消化程序，使它们不切实际的实验室每年处理无数的样品。

过氧化钠熔融法

Claisse发明的过氧化钠熔融法^®能够完全溶解汽车催化转化器底物的样品。该方法与ICP-OES联用，可准确测定自催化剂中Rh、Pt和Pd的含量。的Claisse^®融合法不仅快速，而且能使样品完全溶解;它还消除了有害酸的使用，对Rh、Pt和Pd金属表现出良好的回收率。

实验方法

用过氧化物熔融法制备样品

• CLAISSE^®过氧化™焊剂涂敷器(图1)
• 锆坩埚及盖子(图2)
• 3.0g过氧化钠通量
• 0.25g研磨样品
• 在600°C温度下加热3.5分钟
• 冷却4.0分钟
• 在HNO中溶解_3.或HCl溶液(图3)

图1所示。过氧化Claisse”^TM焊剂涂敷器

图2。锆坩埚和盖子

图3。在HCl/HNO中溶解_3.解决方案

分析ICP-OES

图4显示了PerkinElmer^®最适条件^TM7300年dv表1给出了Optima的操作参数^TM7300年的DV。表2显示了用于验证新开发方法的认证标准品，表3显示了感兴趣的分析物。欧洲杯足球竞彩

图4。PerkinElmer最适条件^TM7300年dv

表1。最适条件^TM7300dv运行参数

等离子体流速(Ar)	16 L / min
辅助气体流量	0.4升/分钟
喷雾器流量	0.8升/分钟
示例流率	1.0毫升/分钟
冲洗	2.5 mL/min (2 min < 10ppm; 增加了90秒的> 10 ppm)
剪切气体压力	100 PSI
射频功率	1500 W

表2。用于验证所开发方法的认证标准物质欧洲杯足球竞彩

样本	供应商
认证参考材料ERM®-EB504	BAM
认证标准材料SRM 2556	NIST

表3。选择波长，方法检测限(MDL)和观察模式的感兴趣的分析物

元素	波长(nm)	查看模式	MDL (%)
Pd	248.892	轴向	０．００１
Pt	193.700	轴向	0.003
Rh	343.489	轴向	0．002

结果

表4和表5显示的精度和精度测量嗯^®-EB504和NIST SRM 2556分别是认证的参考材料。欧洲杯足球竞彩表6给出了预融合添加的CRMs和样品的回收率结果，以验证该方法。

表4。ERM的精度和精度测量^®-EB504

元素	波长(nm)	实验平均值(%)n=10	认证值(%)	精度(%)	相对标准偏差(%)
Pd	248.892	0.026	0.0279	93	4
Pt	193.700	0．17	0.1777	94	3.
Rh	343.489	0.034	0.0338	One hundred.	2

表5所示。NIST SRM 2556的精度和精度测量

元素	波长(nm)	实验平均值(%)n=10	认证值(%)	精度(%)	相对标准偏差(%)
Pd	248.892	0.030	0.03326	92	2
Pt	193.700	0.068	0.06974	98	3.
Rh	343.489	0.003	0.00512	（62)	3.

表6所示。融合前加标CRMs和样品的回收率验证方法(n = 5)

元素	波长(nm)	嗯®-EB504 (%) n = 5	SRM 2556 (%) n=5
Pd	248.892	89	105
Pt	193.700	89	94
Rh	343.489	99	107

讨论

通过使用过氧化钠，样品可以在几分钟内制备并完全溶解。该方法具有非常高的吞吐率，并提供了许多优于其他溶解技术的优点，通常带来的温度稳定性和多功能性。

然而，过氧化钠导致溶液中盐的浓度更高，因此必须稀释溶液，以使盐不损害光谱仪。当从碱性熔融获得的溶液注入光学ICP时，这些溶液的总溶解盐浓度应小于1.5%。

以cd226.502为内标，基质匹配为内标，辅以严格的干扰管理方法，两种标准品中元素的回收率均为100±11%，如表6所示。表4和表5显示所有元素的rsd小于4%，因此表明整个分析过程具有良好的重现性。

该方法使用的稀释水平不允许定量Rh在CRM NIST SRM 2556因为其在稀释样品中的浓度小于定量限。然而，对于恢复测量，一个尖峰被引入到溶液中，促进了代表性的恢复测量，甚至在Rh上。

结论

微波酸消化配方不仅费力，而且耗时，可能不允许样品完全溶解，而催化剂材料的制备是复杂的，以普通的热板和ICP分析。欧洲杯足球竞彩相比之下，过氧化物熔融已被证明是测定PGM含量的样品制备的一种实用的替代方法。与ICP-OES同步使用，过氧化物熔融法对催化剂载体上的低浓度PGM进行分析具有必要的分析能力。

在本实验研究中，对两种汽车用标准物质中的活性金属如铑、铂和钯进行了测定，具有良好的精密度、准确度和回收率。欧洲杯足球竞彩熔融法制备过氧化物样品具有许多优点。例如，该方法比其他样品溶解配方更容易使用，能够快速溶解样品，并消除了HF和其他有害酸的使用。

这些信息已经从Claisse提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问Claisse。