車用陶瓷催化劑中鈀含量的測定能力驗證樣品均勻性及穩(wěn)定性分析

姚慧，楊惠玲

(中國汽車技術研究中心有限公司，天津 300300)

0 引言

進行能力驗證計劃，首先需要確保能力驗證樣品充分均勻和穩(wěn)定，才能保證能力驗證中出現(xiàn)可疑或離群結果不是由于樣品的差異導致，而是實驗室間能力差異所致。因此，在分發(fā)能力驗證樣品前，需要確定樣品的均勻性和穩(wěn)定性是否符合能力驗證要求是非常有必要的。

車用陶瓷催化劑通常以鉑、鈀、銠等貴金屬元素作為其活性成分，其中鉑、鈀主要對CO、HC起催化氧化作用，銠主要對NOx起催化還原作用。輕型車國5及國6排放標準[1-2]要求進行耐久試驗車輛均要求按HJ 509-2009標準[3]進行催化轉(zhuǎn)化器的貴金屬含量測試。目前，針對該項測試，并沒有專業(yè)機構組織相應的能力驗證來確保檢測機構的測試能力達標，國內(nèi)也沒有對應的能力驗證標準品供選擇。

為了開展該項能力驗證活動，需準備樣品并確保其滿足能力驗證的均勻性和穩(wěn)定性要求[4-6]。本文作者以鈀元素為例對車用陶瓷催化劑中貴金屬進行考察，為順利開展車用陶瓷催化劑中貴金屬含量的測定能力驗證計劃提供重要的依據(jù)和保證。

1 實驗部分

1.1 儀器設備

包括：電子分析天平(型號AND GR-200，感量0.1 mg)；微波消解儀(MARS6 Easyprep型，美國CEM公司生產(chǎn))；電加熱板(EH45A plus，萊伯泰科生產(chǎn))；超純水系統(tǒng)(Milli-Q Academic型，密理博公司生產(chǎn))；ICP-MS(7500a，美國安捷倫生產(chǎn))。

1.2 試劑材料

使用國家有色金屬及電子材料分析測試中心生產(chǎn)的Pt、Pd、Rh、In、Re單元素標準儲備溶液，濃度為1 000 mg/L。使用體積分數(shù)1%的HCl和5%的HNO3逐級稀釋單元素標準儲備液配置成混合標準系列溶液，使用1 mg/L的In和Re作為內(nèi)標元素。HCl、HNO3、HF為優(yōu)級純，其他試劑為分析純，實驗用水為I級水。

車用陶瓷催化劑為編號A、B、C、D 4個催化劑制造廠商提供的樣品。

1.3 實驗方法

將A、B、C、D汽車催化劑載體于200 ℃放入烘箱烘干2 h，研磨至直徑小于75 μm的粉末。按照HJ 509-2009標準方法，稱取0.25 g左右粉末樣品放入消解罐中，加入6 mL鹽酸、6 mL硝酸、4 mL氫氟酸，放入微波消解儀中，20 min由室溫升至200 ℃消解，保持40 min。消解完畢后取出倒入坩堝中，放在加熱板趕酸，170 ℃回流1.5 h，定容后上機分析前進行稀釋。

2 樣品的均勻性和穩(wěn)定性檢驗

2.1 檢驗依據(jù)

參照CNAS-GL40《能力驗證的選擇核查與利用指南》中附錄B[5]及CNAS-GL03《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》[4]對樣品數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，其中樣品均勻性檢驗采用單因子方差分析進行評定，樣品穩(wěn)定性檢驗采用t檢驗法進行評定。

2.2 樣品的均勻性

將A、B、C、D每個樣品分樣至10個樣品瓶中，按照每個樣品瓶中取3次平行樣進行實驗，驗證樣品均勻性，結果見表1，單因子方差分析見表2。

表1 樣品均勻性結果 mg·g-1

表2 樣品均勻性方差分析

由表2可見：A、B、C、D樣品的F值均小于2.39，樣品內(nèi)和樣品間無顯著性差異，均勻性檢測結果合格。

2.3 樣品的穩(wěn)定性

A、B、C、D樣品在不同時間分別按照均勻性檢驗進行實驗，即每個樣品分為10個樣品瓶，每個樣品瓶進行3次平行樣檢測，采用t檢驗中的兩個平均值之間的一致性方法[4]進行樣品穩(wěn)定性檢測，結果顯示t值均小于2.00，顯示樣品穩(wěn)定，結果分析見表3。

表3 樣品穩(wěn)定性方差分析

備注：*第1次測量時間為2017年6月，第2次測量時間為2018年4月。

3 結論

通過對A、B、C、D樣品的檢測，表明在室溫25 ℃下，樣品內(nèi)和樣品間無顯著性差異，樣品均勻性合格，在一年內(nèi)樣品穩(wěn)定性合格。該4種車用陶瓷催化劑樣品具有足夠的均勻性和良好的穩(wěn)定性，可作為能力驗證樣品應用于車用陶瓷催化劑中鈀含量的測定。其他種類貴金屬考察方法可參看鈀的均勻性和穩(wěn)定性考察方法。