專利名稱：微波消解icp法測(cè)定催化重整催化劑中金屬鉑含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以Al203作載體的催化劑分析樣品的微波處理技術(shù)，具體地說(shuō)，是一種
催化劑中金屬鉑含量的ICP的測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
針對(duì)金屬鉑的測(cè)定，樣品處理時(shí)一般都采用王水，但催化劑的載體Al203應(yīng)用一般
的溶樣方法卻很難完全溶解，需要不斷地加入王水、加熱，耗時(shí)長(zhǎng)、溶劑用量大且樣品 不易徹底溶解，易導(dǎo)致空白值高、污染大和元素?fù)p失等問(wèn)題，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。樣品 處理環(huán)節(jié)一直以來(lái)是制約整個(gè)測(cè)定方法的"瓶頸"。
劉英等在《ICP-AES測(cè)定廢Al203基催化劑中Pt、 Pd》文章中描述，稱取0.5克混 合磨細(xì)至100目左右的試樣，置于100毫升的燒杯中。加入5毫升王水，適當(dāng)溫度下加 熱至近干，并重復(fù)3次，以鹽酸趕硝酸，最后保持HC1(5+95)HC1酸度；或加入5毫升 硫酸，加熱至樣品完全溶解，于100毫升容量瓶定容，在ICP-AES上進(jìn)行測(cè)定。其樣品 處理中酸液用量大，先后共4次加入王水5毫升*4=20毫升，再加入5毫升硫酸，共用 酸液25毫升；再者樣品處理時(shí)間長(zhǎng)，先加入5毫升王水加熱至近干，約需要l-2小時(shí)， 再加入3次5毫升王水加熱至近干，前后共需5-8小時(shí)，這時(shí)的樣品并未完全溶解，再 加入5毫升硫酸加熱至樣品完全溶解，還需要l小時(shí)左右，加之樣品研磨、試驗(yàn)準(zhǔn)備的 時(shí)間，樣品處理約需1-1.5天；另外試驗(yàn)步驟繁瑣、工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大、對(duì)環(huán)境污 染和試驗(yàn)成本高等弊端。
金珊在《空氣-氫氣火焰原子吸收光譜法測(cè)定重整催化劑中低含量的錫》中描述 將重整催化劑置于瓷坩堝中，在高溫爐85(TC下灼燒1小時(shí)，取出冷卻后稱取0.5克試 樣，置于壓力溶彈中，加入5毫升濃鹽酸，密封后在恒溫箱內(nèi)于140士10。C下恒溫4小 時(shí)，取出冷卻轉(zhuǎn)入50毫升容量瓶中，加入2毫升FeCl3溶液，用稀鹽酸洗滌樣品杯數(shù)次， 定容至刻度。采用原子吸收光譜法測(cè)定金屬錫的含量，光譜干擾較多，作者釆用了加入 400ug/ml的FeCl3溶液來(lái)消除干擾，使試驗(yàn)變得繁瑣，容易引進(jìn)誤差；樣品處理時(shí)間長(zhǎng)， 高溫灼燒l小時(shí)，樣品冷卻需要約3-4小時(shí)，試樣在壓力溶彈恒溫箱內(nèi)恒溫4小時(shí)，冷 卻需要2-3小時(shí)，壓力溶彈須完全冷卻，壓力降至常壓時(shí)方可打開(kāi)，否則十分危險(xiǎn)，這 樣樣品處理時(shí)間至少需1. 5天，時(shí)間較長(zhǎng)。
在檢測(cè)手段方面，電感耦合等離子體(ICP)發(fā)射光譜儀自1975年問(wèn)世以來(lái)，就因 其檢測(cè)限低、精度高、濃度的測(cè)定線性范圍廣、樣品成分之間的相互干擾小等優(yōu)點(diǎn)，在 微量元素同時(shí)測(cè)定方面成為其它分析技術(shù)無(wú)法比擬的一種分析手段。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)中劉英等的方法存在有樣品處理溶劑用量大、耗時(shí)長(zhǎng)、試驗(yàn)步驟繁瑣等弊 端；金珊的方法雖然溶劑的用量不算大，但存在有樣品處理耗時(shí)長(zhǎng)、步驟繁瑣和高溫操 作、壓力溶彈的危險(xiǎn)性高以及原子吸收光譜測(cè)試干擾元素多的弊端。而本發(fā)明解決了上 述弊端，提供一種樣品處理時(shí)間短、溶劑用量少、危險(xiǎn)程度低和測(cè)試無(wú)干擾元素的該催 化劑中金屬含量的測(cè)定方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種微波消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP法)測(cè)定催化劑中金屬鉑含量的 方法，它由下列步驟組成
步驟1.稱取烘干的樣品0.05-0.2克(精確至0.00001克)于微波消解罐中，先加
入l-2毫升二次去離子水潤(rùn)濕樣品，再加入6-9毫升王水，蓋好蓋子，插入保護(hù)套中并 放上安全彈簧片，壓緊整個(gè)消解罐，同時(shí)制備空白樣品，然后放入微波消解儀中進(jìn)行樣 品消解，主控消解罐中不能是樣品空白液，主控消解罐帶有溫度傳感器和壓力傳感器，
步驟2.啟動(dòng)微波消解儀，打開(kāi)程序控制系統(tǒng)將程序設(shè)定為壓力25-40bar、功率 300-700W、升溫程序?yàn)?-10分鐘升溫至200-220。C、 25-40分鐘恒溫，冷卻，
步驟3.消解程序結(jié)束后，溫度顯示達(dá)40。C左右時(shí)則打開(kāi)微波消解儀，取出消解罐 并放在溫度為14(TC土10。C的電熱板上，將酸液趕至2ml左右，然后10ml定容，
步驟4.最后開(kāi)啟ICP，待儀器點(diǎn)火完全穩(wěn)定好后，依照ICP的工作條件建立該樣 品的分析方法。首先進(jìn)入所配標(biāo)準(zhǔn)溶液，利用ICP winlab軟件中的examine所提供的 功能，作被測(cè)元素Pt的背景校正并檢査發(fā)射光譜的情況，發(fā)現(xiàn)無(wú)元素的干擾。然后依 次進(jìn)行儀器空白、標(biāo)準(zhǔn)樣品、樣品空白和待測(cè)樣品的測(cè)試。計(jì)算機(jī)將直接顯示元素的測(cè) 試結(jié)果。
根據(jù)公式C= (Ci-CO) XV/M
式中C—催化劑中金屬元素的含量，ug/g Ci---該元素在試液中的含量，ug/ml CO—該元素在空白液中的含量，ug/ml V---試液的體積，ml M—稱取催化劑樣品的質(zhì)量，g 計(jì)算可得原催化劑中的鉑含量。
本方法可將原來(lái)的樣品處理時(shí)間1-1.5天(甚至更長(zhǎng))縮短為3-4小時(shí)；僅使用7-10 毫升的酸液，節(jié)約了測(cè)定成本、減少了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的傷害；樣品處理步驟簡(jiǎn) 單，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；無(wú)需加入FeCL溶液避免了引入更多的誤差，提高了測(cè)定的準(zhǔn)確 性，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1為元素鉑的ICP發(fā)射光譜譜圖2為樣品微波消解過(guò)程曲線，其中T為消解過(guò)程中的溫度控制曲線；P為消解過(guò) 程中的壓力控制曲線；W為消解過(guò)程中功率變化曲線。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。 實(shí)驗(yàn)所用儀器及設(shè)備
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀美國(guó)PE公司 Optima3000; 微波消解儀美國(guó)Milestone公司； 電熱板美國(guó)Labtech公司 溫度范圍0-250。C; 石英自動(dòng)雙重純水蒸餾器江蘇金壇億通電子有限公司1810-B型； 電子天平Sartorius公司 LE225D稱量范圍0.1mg-220g。 實(shí)驗(yàn)所用試劑
二次去離子水 自制；
王水 鹽酸硝酸=3: 1 (體積比)；
鉑元素標(biāo)準(zhǔn)溶液1000 ppm 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。 ICP的工作條件-
Pt元素的最佳分析線為265.945nm; 發(fā)射功率1300W; 觀察高度15mm; 等離子氣流量15L/min; 輔助氣流量0.4L/min; 霧化氣流量0.7L/min 蠕動(dòng)泵速率1.7ml/min
實(shí)施例1.催化重整催化劑廢劑中金屬鉑含量的測(cè)定
稱取0. 1224g經(jīng)烘干的該催化劑樣品于微波消解罐中，然后依次加入lml 二次去離 子水和8ml王水，裝配好消解罐，同時(shí)制備空白樣品；開(kāi)啟微波消解儀，將程序設(shè)定為 壓力30bar、功率500W、溫度200'C、升溫程序?yàn)?0分鐘升溫至20(TC后，恒溫30分 鐘，冷卻。待消解完畢，溫度降至室溫時(shí)，取出消解罐，在電熱板上蒸至2ml，最后10ml 定容。經(jīng)ICP測(cè)試溶液中鉑含量為14.8ug/ml，最后通過(guò)計(jì)算得到樣品中金屬鉑含量為 2875ug/g。
樣品處理中僅使用8毫升王水，加上趕酸處理時(shí)間需3-4小時(shí)，試驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單。 實(shí)施例2 .罐底油料中鉑含量的測(cè)定稱取O. 05434克經(jīng)烘干后的樣品于微波消解罐中，依次加入2毫升去離子水、6毫 升王水裝配好消解系統(tǒng)，同時(shí)制備樣品空白液。打開(kāi)消解儀的電源，將程序設(shè)定為壓 力25bar、功率300W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫30分鐘，冷卻。消解結(jié)束后，在電熱 板上蒸至2毫升，最后10毫升定容。ICP測(cè)試溶液中鉑含量11.7ug/ml，計(jì)算得樣品中 金屬鉑含量為2153ug/g。
實(shí)施例3.鉑催化劑殘焦中鉑含量的測(cè)定
稱取0. 1007克經(jīng)烘干后的樣品于微波消解罐中，依次加入1毫升去離子水和8毫 升王水裝配好微波消解系統(tǒng)，同時(shí)制備樣品空白液。開(kāi)啟微波消解儀，將程序設(shè)定為 壓力30bar、功率500W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫30分鐘，冷卻。消解結(jié)束后在電熱 板上蒸至2毫升，IO毫升定容。ICP測(cè)試結(jié)果為19.3ug/ml,計(jì)算得該樣品中鉑含量為 1913ug/g。
實(shí)施例4. EA-301A下部封頭處物鉑等金屬含量的測(cè)試
稱取0. 0963克經(jīng)烘干后的樣品于微波消解罐中，依次加入1毫升去離子水和7毫 升王水裝配好微波消解系統(tǒng)，同時(shí)制備樣品空白液。開(kāi)啟微波消解儀，將程序設(shè)定為-壓力35bar、功率500W、 10分鐘升溫至210°C、恒溫30分鐘，冷卻。消解結(jié)束后在電 熱板上蒸至1. 5毫升，10毫升定容。ICP測(cè)試結(jié)果為20. lug/ml,計(jì)算得該樣品中鉑含量 為2091ug/g。
樣品處理簡(jiǎn)單，消解完全、省時(shí)、節(jié)約試劑。
實(shí)施例5
異構(gòu)化催化劑中金屬鉑的測(cè)定
稱取0. 0641克經(jīng)烘干后的樣品于微波消解罐中，依次加入2毫升去離子水和6 毫升王水裝配好微波消解系統(tǒng)。開(kāi)啟微波消解儀，將程序設(shè)定為壓力40bar、功率 500W、 10分鐘升溫至22(TC、恒溫25分鐘，冷卻。消解結(jié)束后在電熱板上蒸至2毫 升，IO毫升定容。ICP測(cè)試結(jié)果為20.5ug/ml,計(jì)算得該樣品中鉑含量為3198ug/g。
實(shí)施例6
重整北區(qū)催化劑中鉑含量測(cè)定
稱取0. 1592克經(jīng)烘干后的樣品于微波消解罐中，依次加入1毫升去離子水和8 毫升王水裝配好微波消解系統(tǒng)。開(kāi)啟微波消解儀，將程序設(shè)定為壓力35bar、功率 700W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫40分鐘，冷卻。消解結(jié)束后在電熱板上蒸至2毫 升，IO毫升定容。ICP測(cè)試結(jié)果為37.9ug/ml，計(jì)算得該樣品中鉑含量為2382ug/g。
實(shí)施例7
6重整催化劑舊劑中金屬鉑含量的測(cè)定
稱取0. 1962克經(jīng)烘干后的樣品于微波消解罐中，依次加入1毫升去離子水和9 毫升王水裝配好微波消解系統(tǒng)。開(kāi)啟微波消解儀，將程序設(shè)定為壓力35bar、功率 500W、 5分鐘升溫至210。C、恒溫30分鐘，冷卻。消解結(jié)束后在電熱板上蒸至2毫 升，10毫升定容。ICP測(cè)試結(jié)果為55. 5ug/ml，計(jì)算得該樣品中鉑含量為2830ug/g。
實(shí)施例8
重整催化劑新劑中金屬鉑的含量測(cè)定
稱取0. 0904克經(jīng)烘干后的樣品于微波消解罐中，依次加入1毫升去離子水和7 毫升王水裝配好微波消解系統(tǒng)。開(kāi)啟微波消解儀，將程序設(shè)定為壓力30bar、功率 500W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫30分鐘，冷卻。消解結(jié)束后在電熱板上蒸至2毫 升，10毫升定容。ICP測(cè)試結(jié)果為27. 6ug/ml，計(jì)算得該樣品中鉑含量為3048ug/g。
以上實(shí)施例說(shuō)明樣品處理步驟簡(jiǎn)單、溶劑用量少、處理時(shí)間短，降低了試驗(yàn) 成本、減少環(huán)境污染和對(duì)人體的傷害；ICP測(cè)試無(wú)元素干擾，無(wú)需引入介質(zhì)，避免了 人為誤差，是一種快捷、準(zhǔn)確的分析方法。
權(quán)利要求
1. 一種微波消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定催化重整催化劑中金屬鉑含量的方法，其特征是它由下列步驟組成步驟1. 稱取烘干的樣品0.05-0.2克于微波消解罐中，先加入1-2毫升二次去離子水潤(rùn)濕樣品，再加入6-9毫升王水，蓋好蓋子，插入保護(hù)套中并放上安全彈簧片，壓緊整個(gè)消解罐，同時(shí)制備空白樣品，然后放入微波消解儀中進(jìn)行樣品消解，步驟2. 啟動(dòng)微波消解儀，打開(kāi)程序控制系統(tǒng)將程序設(shè)定為壓力25-40bar、功率300-700W、升溫程序?yàn)?-10分鐘升溫至200-220℃、25-40分鐘恒溫，冷卻，步驟3. 消解程序結(jié)束后，溫度顯示達(dá)40℃左右時(shí)則打開(kāi)微波消解儀，取出消解罐并放在溫度為140℃±10℃的電熱板上，將酸液趕至2ml左右，然后10ml定容，步驟4. 最后開(kāi)啟ICP，待儀器點(diǎn)火完全穩(wěn)定好后，依照ICP的工作條件建立該樣品的分析方法，根據(jù)公式C＝(Ci-C0)×V/M式中C---催化劑中金屬元素的含量，ug/gCi---該元素在試液中的含量，ug/mlC0---該元素在空白液中的含量，ug/mlV---試液的體積，mlM---稱取催化劑樣品的質(zhì)量，g計(jì)算可得原催化劑中的鉑含量。
全文摘要
一種微波消解ICP法測(cè)定催化劑中金屬鉑含量的方法，它是稱取烘干的樣品0.05-0.2克于微波消解罐中，加入二次去離子水潤(rùn)濕樣品，再加入王水，加蓋，插入保護(hù)套中并放上安全彈簧片，壓緊整個(gè)消解罐，同時(shí)制備空白樣品，然后放入并啟動(dòng)微波消解儀，將程序設(shè)定為壓力25-40bar、功率300-700W、升溫程序?yàn)?-10分鐘升溫至200-220℃、25-40分鐘恒溫，冷卻，消解程序結(jié)束后，取出消解罐并將酸液趕至2ml左右，然后10ml定容，最后依照ICP的工作條件建立該樣品的分析方法。本方法可將原來(lái)的樣品處理時(shí)間1-1.5天縮短為3-4小時(shí)；僅使用7-10毫升的酸液，節(jié)約了測(cè)定成本、減少了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的傷害；樣品處理步驟簡(jiǎn)單；無(wú)需加入FeCl₃溶液避免了引入誤差，提高了測(cè)定的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01N21/66GK101446556SQ20071002293
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者楊蘇平, 郭換如, 黃賢平 申請(qǐng)人:中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司