微波消解icp法測定催化重整催化劑中金屬鉑含量的方法

專利名稱：微波消解icp法測定催化重整催化劑中金屬鉑含量的方法
技術領域：
本發明涉及以Al203作載體的催化劑分析樣品的微波處理技術，具體地說，是一種
催化劑中金屬鉑含量的ICP的測定方法。
背景技術：
針對金屬鉑的測定，樣品處理時一般都采用王水，但催化劑的載體Al203應用一般
的溶樣方法卻很難完全溶解，需要不斷地加入王水、加熱，耗時長、溶劑用量大且樣品 不易徹底溶解，易導致空白值高、污染大和元素損失等問題，影響實驗的準確性。樣品 處理環節一直以來是制約整個測定方法的"瓶頸"。
劉英等在《ICP-AES測定廢Al203基催化劑中Pt、 Pd》文章中描述，稱取0.5克混 合磨細至100目左右的試樣，置于100毫升的燒杯中。加入5毫升王水，適當溫度下加 熱至近干，并重復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上進行測定。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；再者樣品處理時間長，先加入5毫升王水加熱至近干，約需要l-2小時， 再加入3次5毫升王水加熱至近干，前后共需5-8小時，這時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小時左右，加之樣品研磨、試驗準備的 時間，樣品處理約需1-1.5天；另外試驗步驟繁瑣、工作人員的勞動強度大、對環境污 染和試驗成本高等弊端。
金珊在《空氣-氫氣火焰原子吸收光譜法測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，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，密封后在恒溫箱內于140士10。C下恒溫4小 時，取出冷卻轉入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次， 定容至刻度。采用原子吸收光譜法測定金屬錫的含量，光譜干擾較多，作者釆用了加入 400ug/ml的FeCl3溶液來消除干擾，使試驗變得繁瑣，容易引進誤差；樣品處理時間長， 高溫灼燒l小時，樣品冷卻需要約3-4小時，試樣在壓力溶彈恒溫箱內恒溫4小時，冷 卻需要2-3小時，壓力溶彈須完全冷卻，壓力降至常壓時方可打開，否則十分危險，這 樣樣品處理時間至少需1. 5天，時間較長。
在檢測手段方面，電感耦合等離子體(ICP)發射光譜儀自1975年問世以來，就因 其檢測限低、精度高、濃度的測定線性范圍廣、樣品成分之間的相互干擾小等優點，在 微量元素同時測定方面成為其它分析技術無法比擬的一種分析手段。

發明內容
現有技術中劉英等的方法存在有樣品處理溶劑用量大、耗時長、試驗步驟繁瑣等弊 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長、步驟繁瑣和高溫操 作、壓力溶彈的危險性高以及原子吸收光譜測試干擾元素多的弊端。而本發明解決了上 述弊端，提供一種樣品處理時間短、溶劑用量少、危險程度低和測試無干擾元素的該催 化劑中金屬含量的測定方法。
本發明的技術方案如下
一種微波消解電感耦合等離子體發射光譜法(ICP法)測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濕樣品，再加入6-9毫升王水，蓋好蓋子，插入保護套中并 放上安全彈簧片，壓緊整個消解罐，同時制備空白樣品，然后放入微波消解儀中進行樣 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.啟動微波消解儀，打開程序控制系統將程序設定為壓力25-40bar、功率 300-700W、升溫程序為5-10分鐘升溫至200-220。C、 25-40分鐘恒溫，冷卻，
步驟3.消解程序結束后，溫度顯示達40。C左右時則打開微波消解儀，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.最后開啟ICP，待儀器點火完全穩定好后，依照ICP的工作條件建立該樣 品的分析方法。首先進入所配標準溶液，利用ICP winlab軟件中的examine所提供的 功能，作被測元素Pt的背景校正并檢査發射光譜的情況，發現無元素的干擾。然后依 次進行儀器空白、標準樣品、樣品空白和待測樣品的測試。計算機將直接顯示元素的測 試結果。
根據公式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量，g 計算可得原催化劑中的鉑含量。
本方法可將原來的樣品處理時間1-1.5天(甚至更長)縮短為3-4小時；僅使用7-10 毫升的酸液，節約了測定成本、減少了對環境的污染和對人體的傷害；樣品處理步驟簡 單，減輕了勞動強度；無需加入FeCL溶液避免了引入更多的誤差，提高了測定的準確 性，具有一定的經濟效益和社會效益。


圖1為元素鉑的ICP發射光譜譜圖2為樣品微波消解過程曲線，其中T為消解過程中的溫度控制曲線；P為消解過 程中的壓力控制曲線；W為消解過程中功率變化曲線。
具體實施例方式
以下通過實施例進一步說明本發明。 實驗所用儀器及設備
電感耦合等離子體發射光譜儀美國PE公司 Optima3000; 微波消解儀美國Milestone公司； 電熱板美國Labtech公司 溫度范圍0-250。C; 石英自動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。 實驗所用試劑
二次去離子水 自制；
王水 鹽酸硝酸=3: 1 (體積比)；
鉑元素標準溶液1000 ppm 國家標準物質研究中心。 ICP的工作條件-
Pt元素的最佳分析線為265.945nm; 發射功率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 蠕動泵速率1.7ml/min
實施例1.催化重整催化劑廢劑中金屬鉑含量的測定
稱取0. 1224g經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，同時制備空白樣品；開啟微波消解儀，將程序設定為 壓力30bar、功率500W、溫度200'C、升溫程序為10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，取出消解罐，在電熱板上蒸至2ml，最后10ml 定容。經ICP測試溶液中鉑含量為14.8ug/ml，最后通過計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，加上趕酸處理時間需3-4小時，試驗步驟簡單。 實施例2 .罐底油料中鉑含量的測定稱取O. 05434克經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，同時制備樣品空白液。打開消解儀的電源，將程序設定為壓 力25bar、功率300W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫30分鐘，冷卻。消解結束后，在電熱 板上蒸至2毫升，最后10毫升定容。ICP測試溶液中鉑含量11.7ug/ml，計算得樣品中 金屬鉑含量為2153ug/g。
實施例3.鉑催化劑殘焦中鉑含量的測定
稱取0. 1007克經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，同時制備樣品空白液。開啟微波消解儀，將程序設定為 壓力30bar、功率500W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫30分鐘，冷卻。消解結束后在電熱 板上蒸至2毫升，IO毫升定容。ICP測試結果為19.3ug/ml,計算得該樣品中鉑含量為 1913ug/g。
實施例4. EA-301A下部封頭處物鉑等金屬含量的測試
稱取0. 0963克經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，同時制備樣品空白液。開啟微波消解儀，將程序設定為-壓力35bar、功率500W、 10分鐘升溫至210°C、恒溫30分鐘，冷卻。消解結束后在電 熱板上蒸至1. 5毫升，10毫升定容。ICP測試結果為20. lug/ml,計算得該樣品中鉑含量 為2091ug/g。
樣品處理簡單，消解完全、省時、節約試劑。
實施例5
異構化催化劑中金屬鉑的測定
稱取0. 0641克經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。開啟微波消解儀，將程序設定為壓力40bar、功率 500W、 10分鐘升溫至22(TC、恒溫25分鐘，冷卻。消解結束后在電熱板上蒸至2毫 升，IO毫升定容。ICP測試結果為20.5ug/ml,計算得該樣品中鉑含量為3198ug/g。
實施例6
重整北區催化劑中鉑含量測定
稱取0. 1592克經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。開啟微波消解儀，將程序設定為壓力35bar、功率 700W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫40分鐘，冷卻。消解結束后在電熱板上蒸至2毫 升，IO毫升定容。ICP測試結果為37.9ug/ml，計算得該樣品中鉑含量為2382ug/g。
實施例7
6重整催化劑舊劑中金屬鉑含量的測定
稱取0. 1962克經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。開啟微波消解儀，將程序設定為壓力35bar、功率 500W、 5分鐘升溫至210。C、恒溫30分鐘，冷卻。消解結束后在電熱板上蒸至2毫 升，10毫升定容。ICP測試結果為55. 5ug/ml，計算得該樣品中鉑含量為2830ug/g。
實施例8
重整催化劑新劑中金屬鉑的含量測定
稱取0. 0904克經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。開啟微波消解儀，將程序設定為壓力30bar、功率 500W、 5分鐘升溫至20(TC、恒溫30分鐘，冷卻。消解結束后在電熱板上蒸至2毫 升，10毫升定容。ICP測試結果為27. 6ug/ml，計算得該樣品中鉑含量為3048ug/g。
以上實施例說明樣品處理步驟簡單、溶劑用量少、處理時間短，降低了試驗 成本、減少環境污染和對人體的傷害；ICP測試無元素干擾，無需引入介質，避免了 人為誤差，是一種快捷、準確的分析方法。
權利要求
1. 一種微波消解電感耦合等離子體發射光譜法測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濕樣品，再加入6-9毫升王水，蓋好蓋子，插入保護套中并放上安全彈簧片，壓緊整個消解罐，同時制備空白樣品，然后放入微波消解儀中進行樣品消解，步驟2. 啟動微波消解儀，打開程序控制系統將程序設定為壓力25-40bar、功率300-700W、升溫程序為5-10分鐘升溫至200-220℃、25-40分鐘恒溫，冷卻，步驟3. 消解程序結束后，溫度顯示達40℃左右時則打開微波消解儀，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. 最后開啟ICP，待儀器點火完全穩定好后，依照ICP的工作條件建立該樣品的分析方法，根據公式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量，g計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濕樣品，再加入王水，加蓋，插入保護套中并放上安全彈簧片，壓緊整個消解罐，同時制備空白樣品，然后放入并啟動微波消解儀，將程序設定為壓力25-40bar、功率300-700W、升溫程序為5-10分鐘升溫至200-220℃、25-40分鐘恒溫，冷卻，消解程序結束后，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。本方法可將原來的樣品處理時間1-1.5天縮短為3-4小時；僅使用7-10毫升的酸液，節約了測定成本、減少了對環境的污染和對人體的傷害；樣品處理步驟簡單；無需加入FeCl₃溶液避免了引入誤差，提高了測定的準確性。
文檔編號G01N21/66GK101446556SQ20071002293
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月25日 優先權日2007年5月25日
發明者楊蘇平, 郭換如, 黃賢平 申請人:中國石化揚子石油化工有限公司