HPA-S高温高压消解铂族金属.pdf

应用报告 HPA － S 高温高压消解铂族金属 Decomposition of Platinum- group Metals by HPA- S High Pressure Asher 奥地利安东帕有限公司上海代表处地址 上海市北京西路 1701 号 静安中华大厦 1002 室邮编 200040 电话86 －21 －62887878 传真 86 －21 －62886810E- mail info． cn anton- paar． com 网址 www． anton- paar． com． cn 铂族金属元素 Pt、 Pd、 Ir、 Rh、 Ru、 Os 在很多重要的领 域中被广泛地应用。如被用作汽车催化剂的基本组成元 素， 以控制车辆排气污染; 在石油行业用作精炼催化剂， 并且在各类材料工艺学以及珠宝行业大量被使用。 所有的铂族金属都具有相似的化学性质， 熔点和沸点 高， 比金和银更耐腐蚀。传统的消解方法如熔融法或电解 氧化法， 由于其分析方法和仪器原因通常不被使用。 由于 Ru、 Rh、 Ir 不溶于无机酸或王水， 传统的高压消解 不能将之分解。安东帕公司设计了一种全新的方法 HPA － S 高温高压消解法， 即在专门设计的内嵌管中用 KClO3消解样品。 1仪器和消解管 奥地利安东帕公司生产的 HPA － S 高压消解仪 图 1 ， 仪器上除配置标准的 50 mL 样品管， 还专门设计了内 嵌管用于加入固体反应试剂以消解样品。HPA － S 高压 消解仪装置示意图如图2 所示。 图 1 HPA － S 高压消解仪 Fig． 1Instrumentation for HPA- S high pressure asher 2纯铂族元素的消解 2． 1样品 Pt、 Pd、 Os 均为 100 mg 纯金属细粉; Ru、 Rh、 Ir 均为 50 mg纯金属细粉， 这三种元素样品质量为大约 100 mg。 图 2消解管装置示意图 Fig． 2Schematic diagram of decomposition tube 2． 2消解试剂 2． 2． 1钯、 铂、 锇 Pd、 Pt、 Os 在王水或其他含有过量 HCl 的混合酸中于 高温 250C 高压条件下是可溶的。使用 HPA － S 高温高 压消解仪， 这些元素在 3 h 内可以轻松地消解。Os 与王水 反应容易生成挥发性 OsO4， 因此在分析消解 Os 的过程中， 必须使用冷却过的试剂， 并且迅速密封消解管以防止挥发 性元素的损失。由于在密闭的样品管中进行高压消解， Os 非常可靠地保留在反应管内， 无挥发性损失。 2． 2． 2钌、 铑、 铱 Ru、 Rh、 Ir 在 2． 2． 1 节的条件下不会溶解; 但是在精确 控温的条件下， 用 Cl2和 HCl 作为混合消解试剂， 这些难以 消解的元素可以完全溶解。 Re、 Os、 Ir 使用的消解试剂为 12 mL HCl suprapur 纯， φ 30 和 100 mg KClO3。 2． 3钌、 铑、 铱的消解过程 ① 称量样品并置于消解管中。② 加入 12 mL HCl。 用同样的方法处理空白溶液， 制备校正溶液和验证空白水 平。③ 加入适量的 KClO3于内嵌样品管中。④ 将内嵌管 放入消解管中。使用相同的方法处理空白溶液。⑤ 以缠 绕方式密封消解管 用一条短 1 ～ 2 cm 的聚四氟乙烯薄 膜放在消解管的开口处， 顶部用石英盖盖上; 再用另一条聚 四氟乙烯薄膜将消解管和石英盖缠绕 3 次， 将盖子固定。 Ⅰ ChaoXing ⑥ 将密封的消解管放入压力腔内。⑦ 按照表 1 纯铂族元 素的消解条件消解测试样品和空白样品。⑧ 用去离子水 稀释样品溶液。 样品消解完全， Ru 变成清澈的深紫罗兰色溶液， Rh 和 Ir 则变成暗红色的溶液。 3地质和环境材料中铂族元素的消解 在 Ru、 Rh、 Pd、 Re、 Os、 Ir 和 Pt 等元素的测定中， 一种简 单而选择性高的分析方法是通过同位素稀释分析完成的， 这也同样适用于地质和环境材料的研究。 3． 1样品 2 g UB － N 蛇纹形的橄榄岩 、 2 g GP13 尖晶岩 、 0． 5 g BCR723 尘埃 。 3． 2消解试剂 3 mL HCl suprapur 纯， φ 30 、 5 mL HNO3 亚沸 蒸馏， φ 65 。 3． 3消解过程 消解过程如下 ① 称量样品并置于消解管中。② 加入 由浓缩的99Ru、 108Pd、185Re、190Os、191Ir 和198Pt 单元素示踪剂 混合而成的溶液。③ 加酸。④ 以缠绕方式密封消解管。 ⑤ 将密封的消解管放入压力腔内。⑥ 按照表1 地质和环境 物质中铂族元素的消解条件消解测试样品和空白样品。 ⑦ 附加步骤 冷却时， 易挥发的 OsO4直接在 ICP － MS 中气 化， Os 的含量则可以通过同位素比值测量确定。除去所有 未消解的物质 浸出的硅盐酸和新生成的含铁沉淀物 后， 上清液缓慢加热至完全干燥。剩下湿的残留物用 2 mL 0．1 mol/L HCl 处理， 然后置于加热板上缓慢烘干。再使用 含0．45 μm 孔径的醋酸纤维素过滤器过滤重液， 所得的最终 样品备于测量。 表 1纯铂族元素和地质和环境材料中铂族元素的消解条件 Table 1Decomposition conditions of pure platinum group elements and platinum group elements in geological and environmental materials 纯铂族元素 步骤 升温速率 ℃ /min 温度 /℃ 保持时间① t/min 环境材料中铂族元素 步骤 升温速率 ℃ /min 温度 /℃ 保持时间 t/min 130280360130300240 2Step0End2Step0End ① 消解时间取决于样品材料， 彻底消解所需时间为 3 ～12 h。 4可选择的微波消解方法 安东帕微波消解仪 Multiwave 3000 不适宜长时间在高 温高压下进行消解， 但是当消解少量的含有铂族金属合金 时， 它是一个很好的选择。 5结语 HPA －S 高压湿法消解可以实现 Ru、 Rh、 Ir 等难分解元 素的彻底消解。在样品消解过程中， 除了使用合适的试剂， 在一段较长时间内具有很好再现性的高温条件也非常关键。 由于元素的易吸附性和易挥发性， 采用最洁净的石英材质的 消解管及完全密封技术， 可以最大限度地减少元素的损失。 奥地利安东帕公司供稿  国家地质实验测试中心检测室简介 国家地质实验测试中心检测室主要负责承担地球科学、 矿产资源和地质调查的分析测试任务， 同时面向社会提供分析 测试和咨询服务。 1． 检测任务类别为第三方检测， 包括 公正检测、 委托检测、 仲裁检测等。 2． 检测领域为化学分析领域， 涉及矿石与矿物、 粘土、 陶瓷与有关材料、 油页岩、 原油、 食品与农产品中残留物、 水、 环境 构成及其中的残留物等。近年来， 测试服务领域扩大至环境样品、 生物样品、 化工产品、 高纯物质以及同位素分析、 水与土 壤中的有机污染物分析等。 3． 提供多种标准物质和标准参考样品。 国家地质实验测试中心检测室为您提供高技术、 高效率、 高信誉和高质量的服务 单位名称 国家地质实验测试中心 通讯地址 北京市西城区百万庄大街 26 号邮政编码 100037 联系电话 010 －68327982， 68999571， 68999567传真 010 －68327982 电子信箱 dengsaiwen cags． net． cn Ⅱ ChaoXing