用X射线荧光光谱法测定催化剂中铂钯含量

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(中海油天津化工研究设计院，天津 300131)

贵金属钯、铂是加氢、脱氧、尾气净化等催化剂中的重要活性组分，它的含量直接影响催化剂的使用性能，由于钯、铂价格昂贵，准确测量成品催化剂中的钯、铂含量是降低生产环节钯、铂损失的重要控制手段。常用的分析方法有化学分析法和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)法，两者均需要将样品破坏，消解成溶液后才能分析。由于需要将样品彻底消解，制样过程不避免存在钯、铂的损失，影响测量结果的准确性，同时分析过程十分烦琐复杂。笔者采用X射线荧光光谱法(XRF)测定催化剂中铂钯含量。该法优点：1)荧光测量是一种物理过程，试样不产生化学变化，因此它是一种无损检测；2)分析试样的制备比较方便，对于粉末样品可以采取直接压片的方式，无需消解；3)分析速度快，测量范围广，自动化程度高[1]。综合以上优点，笔者模拟样品组分含量自制了一系列标样，绘制了标准曲线，通过经验系数方程矫正，有效地消除了基体效应。通过对测试结果的考察，证明此方法的重现性和可靠性均很好。

1 实验原料、试剂及仪器

原料、试剂：硅铝载体为中海油天津化工研究设计院研制；硝酸钯[Pd(NO3)2]，分析纯，w(钯)>39.5%，天津市赢达稀贵化学试剂厂；氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)，分析纯，w(铂)=38%，天津市远新金属材料有限公司；无水乙醇，分析纯，天津化学试剂三厂。

仪器：日本理学ZSX PrimusⅡ型X射线荧光光谱仪，端窗型铑靶X射线管，3 kW；BP-1型压样机，丹东北方科学仪器有限公司。

2 标准样品的配制

硝酸钯和氯铂酸用去离子水溶解，分别配制钯标准溶液[w(Pd)=2.1%]和铂标准溶液[w(Pt)=1.2%]各100 mL。取50 g硅铝载体，在500 ℃马弗炉中高温焙烧2 h。称取约4.9 g硅铝载体10份，量取不同体积的Pd、Pt标准溶液加入10份载体中，不断搅拌，然后放入红外烤箱中烘干。冷却后，加入2.5 mL无水乙醇，研匀，然后放入500 ℃马弗炉中高温焙烧2 h。共得到10个标准样品[2]。标准样品含Pt和Pd质量分数见表1。

表1 各标样含Pt和Pd质量分数

3 测定步骤

3.1 标样的测定

每个标样分别称取4.3 g，放到直径为3 cm的铝质样品盒里，用20 MPa的压力压片，时间为0.5 min。将制好的标样样片放到仪器里进行测量，测量条件见表2。用元素的标准值与荧光强度绘制标准曲线。

表2 测量条件

3.2 样品的测定

将样品研细、烘干，然后进行测定，利用绘制的标准曲线得到样品的测定结果。以单质钯、铂计。

4 结果与讨论

4.1 基体效应

图1 Pd元素的标准曲线

图2 Pt元素的标准曲线

4.2 样品厚度

称取不同质量的样品，放到直径为3 cm的铝质样品盒里，用20 MPa的压力压片，时间为0.5 min。样品厚度对测定结果的影响见表3，结果表明样品厚度对测定结果无影响。

表3 样品厚度对测定结果的影响

4.3 方法对比

将XRF法与传统的ICP基体匹配法及分光光度法进行对比，结果见表4。由表4可以看出，这3种测试结果基本一致，证明了此方法的可靠性。

表4 XRF法与ICP法和分光光度法测试结果对比

4.4 方法的重复性

将同一样品重复测定10次，结果见表5。表5结果表明，方法的重复性很好。

表5 方法的重复性测试结果

5 结论

采用X射线荧光光谱法，利用人工合成的标样绘制标准曲线，通过经验系数方程对基体进行矫正，得到了较好的标准曲线。通过与其他方法对比实验及对结果的考查，证明了该方法的重现性和可靠性很好。

[1] 梁钰.X射线荧光光谱分析基础[M].北京:科学出版社,2007:22-23.

[2] 高萍,顾若晶.X射线荧光光谱法测定加氢催化剂中的钼和钴[M].理化检验:化学分册,2004,40(2):86-88.