活性炭負(fù)載鈀催化劑由于其在催化加氫方面具有產(chǎn)率高、選擇性好和三廢少等優(yōu)點(diǎn),在石油化工、精細(xì)化工和有機(jī)合成中有廣泛應(yīng)用。每年都有相當(dāng)可觀的失活的鈀炭催化劑廢料產(chǎn)生,測定廢鈀炭催化劑中的鈀含量,不僅可以計(jì)算催化反應(yīng)中鈀的損耗率,而且對鈀碳回收再利用也具有重要意義。在聚四氟乙烯內(nèi)襯壓力消解罐中,18O度的溫度下,采用王水消解烘干的廢鈀炭催化劑樣品,建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定廢鈀炭催化劑中鈀的方法??疾烊軜臃椒ā⑾鈺r間、消解溫度和干擾離子對測定的影響。結(jié)果表明:廢鈀炭催化劑先做烘干處理,在18O度溫度下消解6小時,效果最佳;廢鈀炭催化劑中存在的硅、鋁、鐵、錳、鈣等元素對鈀的測定無影響;鈀濃度在0-250毫升/升范圍內(nèi)與強(qiáng)度呈線性關(guān)系,加標(biāo)回收率為99.6%-1O0.5%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1%。用實(shí)驗(yàn)方法與原子吸收光譜法測定同一個廢鈀炭催化劑樣品,兩者測定結(jié)果基本相符,方法適合廢鈀炭催化劑中鈀的測定。
目前,測定鈀常用的方法有EDTA滴定法、分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)。廢鈀炭催化劑中鈀含量較低時,用EDTA滴定法測定,結(jié)果誤差大;原子吸收法容易受到基體干擾,需要加入抗干擾的鑭鹽;分光光度法操作復(fù)雜,干擾因素多;ICP-AES能夠減少基體干擾,穩(wěn)定性好,非常適用于貴金屬鈀的測定。
測定廢鈀炭催化劑中鈀最關(guān)鍵的一步就是要把鈀從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為溶液狀態(tài)。當(dāng)前,處理廢鈀炭催化劑常用的方法是先將其灰化,然后再用酸溶解,轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤籂顟B(tài)。但是該種處理方法不僅操作繁瑣,而且容易造成結(jié)果偏低。因?yàn)榛一^程會使部分鈀轉(zhuǎn)化為氧化鈀,氧化鈀不易被酸溶解,需要先用甲酸或水合肼還原,再用酸溶解,操作繁瑣。另外,在灰化的過程中還有部分鈀微粒被燃燒的煙氣夾帶而損失,進(jìn)而使結(jié)果偏低。我們這邊采用王水做消解試劑,在180度條件下用聚四氟乙烯內(nèi)襯的壓力消解罐對烘干的廢鈀炭催化劑樣品進(jìn)行消解處理,活性炭基體可全部氧化,鈀定量進(jìn)入溶液,再用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀對處理所得鈀溶液中鈀含量進(jìn)行測定。這種方法操作簡單,結(jié)果準(zhǔn)確。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1、儀器及操作條件
Optima 7O00DV 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀;AA300原子吸收光譜儀;XMTD-8222烘箱;高壓消解罐:100毫升,聚四氟乙烯內(nèi)襯;分析天平;電爐。
ICP發(fā)射光譜 儀 的操作條件見表1,原子吸收光譜儀的操作條件見表2。
2、試劑
鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液(國家標(biāo)準(zhǔn)樣品):1000毫克/升,用體積分?jǐn)?shù)4%鹽酸將鈀標(biāo)液稀釋成100毫克/升標(biāo)準(zhǔn)儲備液;氯化鑭溶液:100毫克/毫升,將26.7克氯化鑭(七水氯酸鑭)溶于蒸餾水中,定容到100毫升;王水:由鹽酸與硝酸按體積比3:1配制;廢鈀炭催化劑。鹽酸、硝酸均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。
3、實(shí)驗(yàn)方法稱取約50克廢鈀炭催化劑樣品于瓷坩堝中,將坩堝放入105度電熱烘箱中干燥2小時,取出,并置于干燥器中冷卻至室溫,用研缽將烘干的樣品研細(xì),混勻,裝袋,密封保存于干燥器中。稱取約0.1克(精確0.0001克)烘干的樣品于100毫升聚四氟乙烯內(nèi)襯壓力消解罐中,加入20毫升王水,放人烘箱中,于I80度消解6小時。取出,冷卻,轉(zhuǎn)入100毫升燒杯中,蒸至近干。加約1O毫升鹽酸趕硝酸,重復(fù)3次趕硝酸操作。用4%(體積分?jǐn)?shù))鹽酸定容到250毫升容量瓶中,搖勻,在選定的儀器操作條件下,以340.458納米作為鈀的分析線,用ICP-AES測定試液中鈀含量。同時進(jìn)行空白溶液試驗(yàn)。