高温灰化法分离废催化剂中铂钯和测定分析(一)

时间:2020-1-7 分享到:

铂族元素具有许多优良的性能,被广泛地应用于石油、化工、电子、仪器仪表。碳载体铂/钯催化剂是磷酸羟胺法(HPO法)生产己内酰胺过程中,羟胺反应所用的催化剂。催化剂中铂/钯含量的高低,直接影响到催化剂的性能和价格。贵金属铂/钯含量的分析有一定的难度:一方面,铂/钯吸附在很细且有较大硬度和较大表面积的活性碳上,使样品处理很困难,过程复杂,也极易造成样品损失;另一方面,测定所选的方法很重要,较大的分析误差不但会给指导生产造成失误,经济损失也很可观。采用高温灰化法除碳,用氯仿对铂-钯进行分离,然后用分光光度法和电位滴定法分别测定铂和钯。对方法的可靠性进行了验证,对关键性问题进行了讨论。结果表明该方法合理可行,测定结果准确可靠。

一、实验部分

1、方法原理

将样品在高温下灰化除去碳。若有残碳,则再用硫酸和硝酸对其进行硝化,而后用王水溶解铂-钯,再用二甲基乙二肟(即丁二酮肟)来沉淀钯,并用氯仿萃取之。萃取物中的钯经硫酸和硝酸处理后,用碘化钾进行电位滴定,用二级微商法确定终点;水相中的铂用氯化亚锡进行分光光度法测定。

2、主要仪器和试剂

2.1、仪器马弗炉;分光光度计;自动电位滴定仪;黄金电极;甘汞电极(在甘汞电极和溶液之间,用硝酸钾盐桥建立电的接触);瓷坩埚(至少60毫升)或石英三角瓶(约150毫升);恒温水浴锅。

2.2、试剂

硝酸(分析纯);盐酸(分析纯);硫酸(分析纯);氢氧化钠:4摩尔/升;二甲基乙二肟溶液:10克/升,乙醇为溶济;氯仿(分析纯);氯化亚锡:每100毫升2摩尔/升的盐酸中含20克(该溶液现用现配)。

碘化钾浓度=0.02摩尔/升:称取3.32g碘化钾溶于水,转移至1000毫升容量瓶定容(该溶液用之前用新配制的浓度为0.01摩尔/升的硝酸银溶液来标定。

铂标准溶液(1毫升相当于0.1毫克铂):称取100毫克铂(纯度99.99%)溶于40毫升王水中,蒸发至干;加5毫升浓盐酸,蒸发至近干,并重复此操作一次。将残液溶于2摩尔/升盐酸中,并转移至1升容量瓶,用2摩尔/升盐酸稀释至刻度,混匀。

3、实验过程

3.1、样品的采集和干燥处理

采集有代表性的样品,取20-30克(准确至0.001克)在(105±5)度的烘箱中干燥至恒重。

3.2、样品中碳的灰化

准确称取m克(一般2-3克,准确至0.0002克)干燥样品于瓷坩埚(或耐高温的石英三角瓶)中,在400度灰化2小时,而后将温度升至850度灰化12-16小时。

3.3、铂/钯的溶解将灰化样品冷却至室温,用少量水润湿;加入10毫升浓硫酸,10毫升浓硝酸,低温下加热;同时规则滴加浓硝酸,至少量残余碳均被硝化为止;再沿壁加入新配制的王水约20毫升,低温加热;同时规则补加王水,至样品完全澄清,将溶液转移到500毫升容量瓶中,稀释至刻度并混匀(记为a液)。

3.4、铂/钯的分离移取一定量的溶液a于烧杯中(其中最多含2毫克铂和10毫克钯),加2-3滴浓硫酸,低温加热,三氧化硫烟雾开始放出;稍冷后加10毫升水,1毫升浓盐酸,低温加热至三氧化硫烟雾开始放出;冷却后稀释到30毫升,用pH计和4摩尔/升的氢氧化钠调pH值为1,控制总体积不超过50毫升。

加15毫升二甲基乙二肟溶液,静置5分钟;加50毫升氯仿于烧杯中,并在水浴上加热,至两相分离清晰;将烧杯中内容物,趁热转移到一支150毫升分液漏斗中,使两相分离,将下层放入一洁净烧杯中;重复此萃取操作3次,每次用约25毫升氯仿。保留水相测铂,而收集的氯仿萃取物用于钯的测定。

3.5、铂标准曲线的绘制和铂的测定

铂标准曲线的绘制:移取0,5.00,10.00,15.00,20.00,25.00毫升铂标液于一系列100毫升容量瓶中,用2摩尔/升的盐酸稀释至90毫升,加5毫升氯化亚锡溶液,用2摩尔/升的盐酸稀释至刻度混匀。10分钟后,在波长405纳米处,用1厘米比色皿测定消光值,绘制曲线。铂的测定:从分液漏斗中将水相转移到已装有16毫升浓盐酸的100毫升容量瓶中,用水稀释至90毫升,而后加5毫升氯化亚锡溶液,用水稀释至刻度混匀。10分钟后,在波长405纳米处,用1厘米比色皿测定消光值,同时作空白。

高温灰化法分离废催化剂中铂钯和测定分析(一)

3.6、钯的测定

将装有氯仿萃取物的烧杯在水浴锅上蒸发至干,使钯沉淀析出;加2毫升浓硫酸,低温加热至三氧化硫烟开始放出,并反复滴加浓硝酸,直至溶液澄清,冷却后稀释到150毫升;用碘化钾进行电位滴定,用二级微商法确定终点。

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