Pd－Au/C催化劑中鈀和金的測(cè)定

張明風(fēng)，寇志豪，張?jiān)票?，?俊，岳春波

(黎明化工研究院，河南洛陽 471000)

·分析測(cè)試·

Pd－Au/C催化劑中鈀和金的測(cè)定

張明風(fēng)，寇志豪，張?jiān)票姡瑥?俊，岳春波

(黎明化工研究院，河南洛陽 471000)

建立了一種用分光光度法測(cè)定Pd－Au/C催化劑的鈀含量和金含量的方法，該方法簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2.0%。

分光光度法;鈀含量;金含量

貴金屬鈀、金由于其特殊的性能，常用作催化劑活性組分。因其價(jià)格昂貴，直接決定著催化劑的價(jià)格，無論是催化劑的研制還是廢催化劑中貴金屬的回收，對(duì)其含量的精確測(cè)定均非常重要。目前，測(cè)定鈀、金的研究已有一些報(bào)道［1－4］，但大多是對(duì)單金屬催化劑中金屬含量的測(cè)定，對(duì)雙金屬催化劑中金屬含量測(cè)定的研究報(bào)道還不多。本文建立了一種用分光光度法分析Pd－Au/C催化劑的鈀含量和金含量的方法，該方法靈敏度高，結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)溶液，濃度30g/L;亞硫酸鈉溶液，濃度6g/L，只限當(dāng)日使用;碘化鉀溶液，濃度500g/L，須在使用前配制;硫代米蚩酮(TMK)溶液，乙醇溶液0.25g/L，于棕色瓶中避光保存;醋酸—醋酸鈉緩沖液，pH值為3.3，在700mL冰醋酸中加入150g醋酸鈉，用水稀釋至1L;十二烷基硫酸鈉，2%水溶液;甲基異丁基甲酮(MIBK)，分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及工作曲線繪制

稱取0.17g預(yù)先在105～110℃干燥1h的氯化鈀(準(zhǔn)確至0.0001g)，置于100mL燒杯中，加入30mL鹽酸溶液(1+6)，置電爐上加熱溶解，移入1000mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此溶液鈀質(zhì)量濃度為0.1g/L。

用移液管移取鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液 1、2、3、4、5、6、7和 8mL，分別置于100mL棕色容量瓶中，各加入鹽酸溶液(1+1)2mL，然后依次加入EDTA溶液3mL，亞硫酸鈉溶液2.5mL和碘化鉀溶液4mL，最后以水稀釋至刻度，搖勻。在暗處顯色10～15min，將上述溶液傾入2cm吸收池中，以空白試劑為參比，在分光光度計(jì)上用490nm波長(zhǎng)測(cè)其吸光度，以鈀質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)，吸光度為橫坐標(biāo)，繪制鈀濃度(c)—吸光度(A)工作曲線(見圖1)，得到其標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合方程 c=2.5559A －0.0036，其相關(guān)系數(shù)為 0.9989，鈀質(zhì)量濃度在0～10mg/L范圍內(nèi)符合比耳定律。

1.2.2 金標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及工作曲線繪制

稱取0.1g純金(準(zhǔn)確至0.0001g)于100mL燒杯中，加入少量蒸餾水，將其置于100℃水浴鍋內(nèi)，緩慢加入10mL王水(HCl、HNO3體積比為3∶1)，攪拌至全部溶解，冷卻，轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶，以水定容。使用時(shí)稀釋成2mg/L標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。用移液管分別移取 1、2、3、4、5、6、7mL 金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液于分液漏斗中，加入含相同質(zhì)量的鈀溶液使金溶液總體積為10mL，準(zhǔn)確加入10mL甲基異丁基甲酮，萃取10min，靜置分層，棄水相，有機(jī)相依次加入1mL醋酸—醋酸鈉溶液、1mL硫代米蚩酮溶液和1mL十二烷基硫酸鈉溶液，搖動(dòng)反應(yīng)15min，棄水相，有機(jī)相加1mL無水乙醇，搖勻，放置5min，用滴管吸取有機(jī)相進(jìn)入1cm比色皿，在分光光度計(jì)上用545nm波長(zhǎng)測(cè)其吸光度，同時(shí)以空白試劑為參比。繪制金濃度(c)－吸光度(A)工作曲線(見圖2)，得標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合方程 c=35.373A －0.0185，其相關(guān)系數(shù)為0.9988，金在甲基異丁基甲酮中的質(zhì)量濃度在0～1.5mg/L范圍內(nèi)符合比耳定律。

圖2 測(cè)定金含量的工作曲線

1.2.3 樣品的粉碎和溶解

在研缽中將Pd－Au/C催化劑樣品研成粉末，在烘箱里于105℃下干燥2h，取出于干燥器中冷卻至室溫。準(zhǔn)確稱取樣粉0.5g(準(zhǔn)確至0.0001g)，置于250mL錐型瓶中，加入適量混合酸(H2SO4、HNO3體積比為3∶1)，在電爐上加熱煮沸，直到溶液澄清且無殘?jiān)?，冷卻至室溫，得預(yù)處理樣品溶液。將上述溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，用去離子水定容。

1.2.4 樣品測(cè)試

測(cè)定樣品鈀含量時(shí)，將樣品溶液稀釋至鈀質(zhì)量濃度為0.1g/L左右，以下同工作曲線步驟。測(cè)定金含量時(shí)，將樣品溶液稀釋至金質(zhì)量濃度為2mg/L左右，以下同工作曲線步驟。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的溶解

對(duì)于碳載體催化劑，傳統(tǒng)的樣品預(yù)處理方法是將樣品放在馬弗爐中經(jīng)過24h通空氣氧化后，使鈀和碳分離，然后用王水溶解，這種前處理方法由于長(zhǎng)時(shí)間高溫并通空氣，在實(shí)驗(yàn)室不容易操作，安全性差，且溶解不完全。為此，我們采用了1.2.3所述的直接濕式氧化法溶解樣品，效果很好。

2.2 干擾實(shí)驗(yàn)

得到的預(yù)處理樣品溶液中含有Pd2+和Au3+兩種離子，為了確定它們之間有無干擾，我們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。在鈀的標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入等質(zhì)量的金，然后按工作曲線步驟測(cè)定鈀含量，結(jié)果如表1所示。

表1 Au3+對(duì)鈀含量測(cè)定的影響

從表1可見，3次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，可認(rèn)為Au3+的存在對(duì)鈀含量的測(cè)定無影響。在金的標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入一定量的鈀，配制成金鈀質(zhì)量比為1∶1、3∶2、3∶1的樣品溶液，然后在水相分析金含量，結(jié)果如表2所示。

表2 Pd2+對(duì)金含量測(cè)定的影響

由表2可見，利用此方法，Pd2+的存在對(duì)金含量分析結(jié)果影響較大，無法達(dá)到精確計(jì)量的目的，必須尋找合適的方法將Pd2+和Au3+分離。

2.3 萃取劑

金的萃取劑很多，有醇類、硫醚類、醚類等，其中酮類萃取劑主要有甲基異丁基甲酮(MIBK)和二異丁酮(DIBK)，它們不但萃取率高，分配比大，載荷量大，而且選擇性好，特別是對(duì)鈀幾乎沒有萃取，我們選擇甲基異丁基甲酮，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在分液漏斗中加入10mL含有金、鈀的標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后加入10mL甲基異丁基甲酮，萃取10min，進(jìn)行有機(jī)相和水相的分離，采用原子吸收光譜法對(duì)水相中金屬含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。

表3 甲基異丁基甲酮對(duì)金的萃取率

表3數(shù)據(jù)說明，甲基異丁基甲酮對(duì)金有較好的萃取能力，萃取率可達(dá)98.5%以上，而對(duì)鈀基本上無萃取，因此，分離Pd2+和Au3+，我們使用甲基異丁基甲酮進(jìn)行選擇性萃取分離。

2.4 回收率實(shí)驗(yàn)及樣品分析

為檢驗(yàn)該方法的準(zhǔn)確度，對(duì)樣品溶解后的過程進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 回收率實(shí)驗(yàn)

表4數(shù)據(jù)表明，本方法具有較好的回收率。為考察該方法在實(shí)際中是否可行，選擇不同鈀、金含量的催化劑樣品，用本法進(jìn)行分析，結(jié)果如表5。

表5 催化劑鈀、金含量分析結(jié)果 %

3 結(jié)論

用分光光度法測(cè)定Pd－Au/C催化劑的鈀含量和金含量，不僅儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，且引入濕式氧化法溶解樣品和選擇性萃取法分離Pd2+和Au3+，提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，排除了 Pd2+對(duì)Au3+的干擾，便于實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用，此法對(duì)Pd－Au/C催化劑的制備和性能研究將有一定幫助。

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1003－3467(2011)01－0056－02

2010－10－18

張明風(fēng)(1973－)，女，助理工程師，從事過氧化氫技術(shù)開發(fā)工作，電話:13598463302。