碱熔-碲共沉淀分离-ICP-OES法测定脱氧催化剂中的铂钯含量

成春喜

(工业气体净化精制与利用湖北省重点实验室，华烁科技股份有限公司(湖北省化学研究院)，武汉 430074)

碱熔-碲共沉淀分离-ICP-OES法测定脱氧催化剂中的铂钯含量

成春喜

(工业气体净化精制与利用湖北省重点实验室，华烁科技股份有限公司(湖北省化学研究院)，武汉 430074)

采用碱熔-碲共沉淀分离富集、电感耦合等离子体发射光谱 (ICP-OES)法测定脱氧催化剂中铂、钯的含量。研究了碱熔和碲共沉淀富集分离的条件，并确定了ICP-OES法测定铂、钯的条件。结果表明，过氧化钠熔解-碲共沉淀法能够充分分离富集样品中的铂、钯，方法的检出限分别为4.6 μg/L，7.2 μg/L；相对标准偏差分别为1.3%，1.5%；加标回收率分别为98.2%～101%，97.6～101%。方法简单可靠，完全满足样品中铂、钯含量分析的要求，已经应用于生产样品的分析。

碱熔；碲共沉淀；脱氧催化剂；ICP-OES；铂；钯

前言

催化剂中铂和钯的含量，不仅关系到催化剂的性能，也和催化剂使用的经济性密切相关。因此，准确测定脱氧催化剂中铂和钯的含量，就具有十分重要的意义。

对于铂、钯的分析，有分光光度法[1]、原子吸收光谱法[2-3]、电感耦合等离子体发射光谱 (ICP-OES)法[4-7]。其中ICP-OES法具有线性范围宽，干扰少、稳定性好、精密度高、可以多元素同时测定等优点，成为近年来测定贵金属元素的首选方法[8]。由于测定的催化剂中含有一些对铂钯造成光谱干扰的助剂元素，其干扰难以通过通常的基体匹配或者添加内标物的方式加以消除，故需要用前处理的方式将待测的贵金属元素分离富集后再用ICP-OES法进行测定。

对于贵金属的分离富集，目前普遍使用的是火试金法[9]。但火试金需要专用且昂贵的设备，分析周期长，对试金师的要求较高，而且对环境的污染较大。而碲共沉淀具有回收效率高、分离效果好、操作简单等优点[10]，也已经被用于铂钯的分析当中[11]。由于脱氧催化剂所使用的氧化铝载体用酸处理的方法难以溶解完全，而在高温下用过氧化钠可以将其熔解完全，故本实验采用过氧化钠碱熔-碲共沉淀分离进行前处理，然后用ICP-OES法测定脱氧催化剂中的铂、钯的含量。能满足脱氧催化剂中铂和钯的分析要求。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Optima8300电感耦合等离子发射光谱仪(美国PE公司)。

铂、钯标准储备溶液(1 000 mg/L)：高纯铂丝和钯丝(铂、钯的质量百分数大于99.99%，贵研铂业提供)用王水在加热条件下溶解后定容配制。

所有实验用水为超纯水，氩气(99.999%)，碲单质(光谱纯，上海市化学试剂公司)，HCl、HNO3、AlCl3·6H2O均为优级纯。

碲溶液[2.0 mg/mL，HCl(15%)介质]，SnCl2溶液[4 mol/L，HCl(15%)介质]。

1.2 仪器的操作条件

仪器最佳主要工作条件为冷却气流量12 L/min，辅助气流量0.2 L/min，雾化器流量0.6 L/min，RF功率1 400 W，蠕动泵的泵速1.5 mL/min，仪器观测方式为轴向观测。

1.3 实验方法

1.3.1 样品的消解

准确称取约0.5 g(精确至0.000 1 g)粉粹至150 μm左右的催化剂样品于刚玉坩埚中，加2 g过氧化钠搅拌后再加2 g过氧化钠覆盖，于750 ℃马弗炉中恒温熔解30 min。取出冷却后置于250 mL的高颈烧杯中，加100 mL水溶解， 25 mL浓HCl酸化，将溶液在电加热炉上加热至澄清，冷却后转移至250 mL容量瓶中定容。

1.3.2 碲共沉淀分离

取上述定容后的溶液50 mL置于400 mL烧杯中，加入20 mL盐酸，加水至100 mL，加20 mL碲溶液，再加入10 mL SnCl2溶液，出现黑色沉淀。加热溶液至微沸并保持约30 min至沉淀聚团。用G3的沙芯漏斗过滤，用水洗涤烧杯及漏斗4～5次，弃掉滤液。用20 mL王水将沉淀溶解于原烧杯中，漏斗用王水润湿后用水洗涤4～5次，洗涤液转入烧杯中。缓慢加热将溶液蒸发至近干，用HCl(5%)定容至100 mL容量瓶中作为样品溶液待测。

1.3.3 标准曲线的制作

用HCl(5%)将钯和铂的标准储备溶液配制成含钯和铂0.0、0.5、1.0、2.5、10.0 mg/L的标准溶液。按仪器的操作条件分别作铂、钯的标准曲线并测定样品溶液中铂和钯的浓度，根据样品溶液中铂、钯的浓度计算出催化剂样品中铂、钯的含量。

2 结果与讨论

2.1 样品分解方式的选择

对于氧化铝载体的样品，通常的处理方式有王水微波消解和过氧化钠高温熔解两种方式，由于王水微波消解不能完全将试样溶解，滤纸也不能将细小的氧化铝颗粒形成的浑浊完全过滤为澄清溶液，极少量对铂、钯产生光谱干扰的助剂元素通过共沉淀进入到样品溶液中，导致测定结果偏低。故本实验采取过氧化钠碱熔的方式来熔解样品。以火试金的结果作为参比，对同一样品采用不同分解方式的测试结果见表1。

分别对王水微波消解和过氧化钠碱熔的样品溶液进行元素扫描分析，发现采用王水微波消解方式处理的样品溶液中含有一定量的铝和少量助剂元素，而采用过氧化钠碱熔方式预处理的样品溶液中仅有极少量的铝，催化剂中其它的助剂元素则未检出。故实验采用过氧化钠碱熔的方式熔解样品。

表1 不同分解方法的比较

2.2 碲共沉淀分离富集条件的选择

2.2.1 碲用量的选择

取5.0 mL铂和钯的标准溶液(0.2 mg/L)和0.5 g AlCl3·6H2O，加入20 mL HCl，补水至100 mL后加不同量的碲溶液并加入10 mL SnCl2溶液，按实验方法制作样品溶液并测定，结果见表2。

表2 碲用量的选择

由表2可知，当溶液中含铂、钯的量分别为1 mg时，碲的加入量达30 mg，测得的铂钯含量与铂钯的加入量一致。实验采用加入的碲量为40 mg。

2.2.2 盐酸浓度对碲富集的影响

取5.0 mL铂和钯的标准溶液(0.2 mg/L)和0.5 g AlCl3·6H2O，加入不同量的HCl，补水至100 mL后加20 mL碲溶液和10 mL SnCl2溶液，按实验方法制作样品溶液并测定，结果见表3。

表3 盐酸浓度的选择

由表3可见，盐酸加入量在10～30 mL时，测定的铂钯的含量与加入量之间的差别都小于1%，实验采用的盐酸加入量为20 mL。

2.2.3 SnCl2用量的选择

取5.0 mL铂和钯的标准溶液(0.2 mg/L)和0.5 g AlCl3·6H2O，加入20 mL HCl，补水至100 mL后加入20 mL碲溶液，再加入不同量的SnCl2溶液，按实验方法制作样品溶液并测定，结果见表4。

表4 二氯化锡用量的选择

Table 4 Selection of stannous chloride dosage

Pt/PdSnCl2/mL测得值/mgMeasuredvalue相对误差/%RelativedeviationPtPdPdPt1.020.9670.959-3.3-4.11.040.9810.977-1.9-2.31.060.9950.997-0.5-0.31.080.9981.002-0.20.21.0100.9981.001-0.20.1

由表4可见，随着SnCl2加入量的增加，铂、钯的回收率逐渐增加，当SnCl2溶液的加入量超过6 mL时，样品溶液中铂和钯的检测值和加入量的差别小于1%。实验选择SnCl2的加入量为10 mL。

2.3 分析谱线的选择

通过对样品溶液的扫描分析，样品溶液中可检测的元素除了铂、钯、碲之外，还有少量的铝和锡。在钯的推荐谱线中，Pd 340.458 nm的强度最高且无其它元素的干扰，因此选Pd 340.458 nm作为钯的分析谱线，在铂的推荐谱线中，265.945 nm强度高且无干扰，而214.423nm处铝有轻微的背景干扰，故选265.945 nm作为铂的分析谱线。

2.4 精密度实验

称取粉碎好的脱氧催化剂样品6份，按实验操作步骤进行测定，测得的铂、钯含量结果见表5，由表5可知，铂的相对标准偏差为1.2%，钯的相对标准偏差为1.5%。

2.5 方法的检出限

根据方法优化实验条件进行检出限实验，以铂和钯含量为零的标准溶液(空白溶液)作为样品溶液测定11次，计算出铂、钯的检出限分别为4.6 μg /L和 7.2 μg/L。

表5 样品分析结果的相对标准偏差

2.6 方法的准确度实验

将脱氧催化剂样品按实验方法做消解处理后，移取25 mL试液，分别加入50～300 μg铂，50～200 μg钯标准溶液，按实验步骤测定样品溶液中的铂、钯含量，计算方法的加标回收率，结果见表6。

表6 样品加标回收率

由表6可知，方法的加标回收率为铂98.2%～101%、钯97.6%～101%。

3 结语

以过氧化钠熔解-碲共沉淀分离的预处理方式，ICP-OES法测定脱氧催化剂中贵金属铂、钯的含量，能够将铂、钯同样品中其它元素进行充分的分离富集并准确测定其含量。方法简单可靠，可以满足对脱氧催化剂中铂、钯含量测定的要求。

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Alkali Fusion-Tellurium Co-precipitation Separation-ICP-OES Method for Determination of Pt and Pd in Deoxygenation Catalyst

CHENG Chunxi

(HubeiIndustrialGasPurificationandUtilizationKeyLaboratory,HaisoTechnologyCo.,Ltd., (HubeiResearchInstituteofChemistry),Wuhan,Hubei, 430074,China)

After the samples were prepared by alkali fusion and tellurium co-precipitation separation method, the contents of Pt and Pd in deoxygenation catalyst samples were determined by ICP-OES. Analytical conditions such as alkali fusion, tellurium co-precipitation separation and experimental parameters for ICP-OES were investigated and discussed. The results indicated that Pt and Pd in the samples could be completely separated and enriched by being fused with sodium peroxide and co-precipitated with tellurium. The detection limits for Pt and Pd were 4.6 μg /L and 7.2 μg/L, respectively. The relative standard deviations (RSDs) for Pt and Pd were 1.3% and 1.5%, respectively.The recoveries were 98.2%-101% for Ptand 97.6%-101% for Pd. The method is simple and reliable，and can meet the requirements for the determination of Pd and Pt in deoxygenation catalyst. It has been successfully applied to real production samples analysis.

alkali fusion; tellurium co-precipitation; deoxygenation catalyst; ICP-OES; platinum; palladium

10.3969/j.issn.2095-1035.2017.01.012

2016-6-12

2016-10-26

成春喜，男，助理研究员，主要从事催化剂的研制与分析研究。Email：twlxccx@163.com

成春喜.碱熔-碲共沉淀分离-ICP-OES法测定脱氧催化剂中的铂钯含量[J].中国无机分析化学,2017,7(1):47-50. CHENG Chunxi.Alkali Fusion-Tellurium Co-precipitation Separation-ICP-OES Method for Determination of Pt and Pd in Deoxygenation Catalyst[J].Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry,2017,7(1):47-50.

O657.31；TH744.11

A

2095-1035(2017)01-0047-04