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铂族元素包括铂、钯、铑、铱、锇、钌,它们在地壳中的含量甚微,但是重要性却早已为世人关注。它们具有独特的物理和化学性质,被喻为“现代工业中的维生素”。在科技飞速发展的今天,铂族金属的应用越来越广泛,例如用于汽车尾气净化催化剂中、石油精炼催化剂中等,但是可供开采的矿产资源却日渐枯竭,在生产和使用过程中产生的二次资源物料成为人们关注的焦点。准确测定其中铂、钯、铑、铱等铂族元素的含量有着重要的意义。由于二次资源物料的复杂性,及铂族金属电子构型的特点及有关的化学性质,使得这些元素的定量分析非常困难。高灵敏度的测定方法和特效的分离富集技术相结合是大家研究的热点。此外,铂族金属对一些氧化还原反应具有较强的催化能力,因此灵敏度较高的催化光度法在铂族金属的测定中有着特殊的重要性。
本论文在对铂族金属二次资源物料的样品溶解技术、分离富集技术与分析测定技术进行了介绍的基础上,对含铂、钯、铑、铱二次资源物料的样品溶解、分离富集与ICP-AES测定方法进行了研究,同时还建立了一个测定铱和一个测定铑的催化动力学光度法。具体内容如下:
1、采用碲共沉淀分离富集铂、钯、铑、铱,建立了一个测定二次资源物料中的铂、钯、铑、铱的ICP-AES法。包括:(1)详细研究了ICP-AES法测定铂族元素时相互间的光谱干扰情况和酸对测定的影响,利用多谱线选择的方法,确定了铂、钯、铑、铱的分析线,建立了一个测定铂、钯、铑、铱的ICP-AES法。该方法的测定范围对Pt、Pd、Rh、Ir均为0.001%~1%,检出限分别为0.054μg/mL、0.025μg/mL、0.010μg/mL、0.030μg/mL,精密度(RSD)均在5.0%以内。(2)详细研究了氯化亚锡-碲共沉淀分离体系富集铂、钯、铑、铱的操作条件,包括氯化亚锡的用量、碲的用量、酸度和温度等,考察了十六种共存元素对氯化亚锡-碲共沉淀分离体系的干扰,初步探讨了共沉淀的机理。在优化的条件下,二次资源物料中铂、钯、铑、铱的共沉淀回收率均大于95%,能够满足二次资源物料的分析要求。(3)研究了酸溶法和碱熔法对含有铂、钯、铑、铱二次资源物料的溶样效果,优化了酸溶法和碱熔法的溶样条件,首次发现,通过对碱熔法得到的样品溶液进行氧化预处理,可以大幅度提高样品中铱的测定回收率。
2、依据Ir(IV)在磷酸介质中能催化KIO4氧化一个新试剂:二安替比林-(3,4-亚甲二氧基)苯基甲烷(DADPM)的显色反应,建立了一个测定Ir(IV)的催化动力学光度法。优化了反应条件,测定了反应的动力学参数,验证了方法的应用性。结果表明,在磷酸介质和90±0.5℃的温度下反应15min,催化反应体系与非催化反应体系的吸光度差值(△A)与Ir(IV)的浓度在0.05~0.60μg/25mL范围内具有良好的线性关系,方法的检出限(按3Sb/k计算)为1.02×10-6g/L,除Cr(VI)、V(V)和Ce(IV)有严重干扰外,等量的大部分常见金属离子包括贵金属离子不干扰测定。将该方法用于岩矿和冶金产品中痕量铱的测定,得到了满意的结果。与文献报道的大部分测定铱的催化光度法相比,本方法的特点是灵敏度较高,选择性尤其是对其它贵金属离子的选择性好。
3、在H2SO4介质和Tween-80存在下,Rh(Ⅲ)对KIO4氧化一个新试剂:5-(4-氯苯基偶氮)-8-苯磺酰胺喹啉(CPBSQ)的褪色反应具有催化作用,建立了一个测定铑的催化褪色光度法。在选定的条件下,方法对铑测定的线性范围为0.1~1.75μg/25mL,检出限(按3Sb/k计算)为2.4×10-6g/L,且等量的大部分常见金属离子包括部分贵金属离子不干扰测定,能用于岩矿和冶金产品中痕量铑的测定。该法的特点是线性范围较宽、灵敏度较高。