HJ509—2009 车用陶瓷催化转化器中铂、钯、佬的测定 电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法 警告：盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸均具有强烈的化学腐蚀性和刺激性，操作时应按规定 要求佩戴防护器具，并在通风橱中进行，避免酸雾吸入呼吸道和接触皮肤、衣物。若有不慎 接触，应立即采取紧急处理措施。检测后的残渣残液应做安全处理 1：适用范围 本标准规定了机动车用陶瓷催化转化器中铂（Pt）、钯（Pd）、佬（Rh）的电感耦合等离子体发射 光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）的测定方法。 本标准适用于新制的和使用过的以堇青石蜂窝陶瓷为载体，并附载贵金属作活性组分的催化转化器 中Pt、Pd、Rh的测定。 称取1g样品消解定容至100ml时，ICP-OES方法分析Pt、Pd、Rh元素的检出限为5μg/g，测定 下限为20μg/g：1CP-MS方法分析Pt、Pd、Rh元素的检出限为0.005μg/g，测定下限为0.02μg/g。 2规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本均适用于本标准。 GB/T6679固体化工产品采样通则 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T18881汽油车排气净化催化剂 YS/T371贵金属合金化学分析方法总则及一般规定 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1标准溶液standard solution 由用于制备该溶液的物质而准确知道某种元素、离子、化合物或基团浓度的溶液。 3.2 试样test sample 由实验室样品制备的，从中抽取试料的样品。 3.3 试料 test portion 从试样中取得的（如试样与实验室样品两者相同，则从实验室样品中取得），并用以进行检验或观 测的一定量的物料。 4方法原理 催化转化器中Pt、Pd、Rh的测定主要包含三部分：试样制备、试液制备和试液分析。其中，试样 制备采用样品全粉碎和机械分样研磨的方法，以确保取样的均一性和代表性；试液制备采用盐酸-硝酸- 氢氟酸-高氯酸全分解的方法，使试料全部消解；试液分析采用ICP-OES或ICP-MS方法，测定试液中 的 Pt、Pd、Rh。 4.1ICP-OES方法 样品由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体 1 HJ509—2009 中被充分蒸发、原子化、电离和激发，发射出的所含元素的特征谱线经分光系统进入光谱检测器，光谱 检测器依据元素特征光谱进行定性、定量的分析。在一定浓度范围内，元素特征谱线上的响应值与其浓 度成正比。 4.2ICP-MS方法 样品由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体 中被充分蒸发、解离、原子化和电离，转化成的带电荷的正离子经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根 据离子的质荷比即元素的质量数进行分离并定性、定量的分析。在一定浓度范围内，元素质量数上的响 应值与其浓度成正比。 5试剂和材料 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂。 5.1氩气：高纯气（纯度不低于99.99%），用作仪器工作气体。 5.2盐酸（HCI)：P=1.19g/ml。 5.3硝酸（HNO3）：p=1.42g/ml。 5.4氢氟酸（HF)：p=1.49g/ml。 5.5高氯酸（HCIO4)：p=1.68g/ml。 5.6王水：3单位体积的盐酸（5.2）与1单位体积的硝酸（5.3）混合。用时现配。 5.9纯水：GB/T6682，一级。 5.10标准贮备液：各分析元素标准储备液配制依据YS/T371的规定，也可选用相应浓度的有证系列 国家标准物质的混合溶液、单标溶液，并稀释到所需浓度。 6仪器和设备 6.1分样器 主要用于粉未样品的均匀分样，以确保样品的均一性和低量取样的代表性。在仪器运行稳定后，凡 能达到下列指标者均可使用： -分样误差：≤1%； 适用于松散的粉料和粒料。 6.2研磨器 主要用于粗粉碎后样品的进一步细研磨。在仪器运行稳定后，凡能达到下列指标者均可使用： 出样尺寸：Dgo≤0.1mm； 一研磨细度具有可控性及可重复性，出料粒度均匀， 一适用于粉末状，脆性，中硬度及以上物质的研磨； 研磨腔内易清洗，不易污染 6.3电感耦合等离子体原子发射光谱仪 主要用于试液中元素含量的分析。在仪器运行稳定后，凡能达到下列指标者均可使用 反射功率：≤10W； 一功率波动：≤0.1%； 频率稳定性：≤0.1%。 6.4电感耦合等离子体质谱仪 主要用于溶液中元素含量的分析。在仪器运行稳定后，凡能达到下列指标者均可使用 射频功率：≥1000W； 2 HJ509—2009 一频率稳定性：≤0.1%； 一质谱稳定性：≤±0.1u/24h。 6.5分析天平 分度值：≤0.1mg。 6.6电子天平 分度值：≤0.01g。 6.7电加热板 6.8微波消解器（如适用） 6.9一般实验室常用仪器 7试样制备 试样制备的原则应依据GB/T6679的规定，包括7.1～7.5的内容。试样制备过程中应防止样品交叉 污染。 7.1剥除催化转化器壳体 剥开外层金属壳和衬垫，取出内层的催化转化器载体，载体的外观质量应符合GB/T18881的 规定。 7.2干燥载体 将催化转化器载体置于烘箱或马弗炉中，于200℃左右温度下干燥2h，取出并冷却至室温。 7.3称量载体质量 将催化转化器载体在电子天平（6.6）上称重，数值精确到0.01g。 7.4测量载体体积 按下列三种方式对不同形状载体的体积进行测量： a）形状规则的载体（如圆柱体，跑道型柱体） 在不同位置点，使用游标卡尺分别测量各项体积参数2～4次，取得平均值，计算得出载体体积， 数值按GB/T8170中的规定修约至四位有效数字。 b）形状规则，但横截面积不易计算的载体 取三张以上质地均匀的A4纸，使用裁纸刀沿载体的横截面轮廓在A4纸上割划下相同的部分，分 别对每整张的A4纸和与载体横截面积相同的部分在分析天平上称重，精确到0.0001g。再按照纸的质 量同纸的面积成正比的关系，计算出载体横截面积的平均值，每个测量值与平均值的相对偏差应小于 0.5%。载体长度采用游标卡尺测量的方法，载体体积即为横截面积与长度的乘积。 c）形状不规则的载体 将催化转化器载体用保鲜膜密封，放入装满水的容器中，收集溢出的水，称量水的质量，水的质量 与水的密度之商即为载体体积。 7.5破碎研磨并缩分样品 将样品破碎至粒径1mm左右后，用分样器（6.1）一次或多次将其缩分，再使用研磨器（6.2）将 缩分后的样品研磨成粒径小于0.075mm的粉末。 8分析步骤 8.1试液的制备 8.1.1待测液的制备 做两份以上试料的平行测定，取其平均值。 8.1.1.1称料 用分析天平（6.5）称取1g试料，精确到0.0001g。 3 HJ509—2009 8.1.1.2消解 可按下列两种方式对试料进行消解： a）加热板消解法 将试料置于聚四氟乙烯埚中。用少量水润湿，加入6mlHCI（5.2），4mlHNO3（5.3），6mlHF （5.4），1mlHCIO4（5.5）后，盖上盖子，在加热板上于170℃左右缓慢加热5h以上，直至酸液中只有 极少量的固体物残余。必要时，可适当补加HNO3、HCI和HF，重复上述消解过程。 开盖，于270℃左右驱赶HCIO4白烟，并蒸至内容物呈黏稠状，用少量水冲洗埚盖和内壁，再加 入王水（5.6）约10ml后，盖上盖子，于170℃左右缓慢加热2h以上，直到得到清亮试液，取下冷却 至室温后，移入容量瓶中，迅速用水（5.9）定容至标线，混匀后转移至PET样品瓶中，备测。必要时， 应根据标准曲线的工作范围，稀释待测试液，且保证总溶解固体量（TDS）质量分数满足仪器测试要求。 b）微波消解法 将试料置于聚四氟乙烯消解罐中。用少量水润湿后，加入6mlHCl（5.2），4mlHNO3（5.3），6ml HF（5.4）后，于200℃左右密封消解。 冷却10～15min后，开盖，将试液转移至聚四氟乙烯中，在加热板上于270℃左右加热至内 容物呈黏稠状，用少量水冲洗内壁后，再加入王水（5.6）约10ml后，盖上盖子，于170℃左右缓 慢加热，直至得到清亮试液，取下冷却至室温后，移入容量瓶中，迅速用水（5.9）定容至标线，混匀 后转移至PET样品瓶中，备测。必要时，应根据标准曲线的工作范围，稀释待测试液，且保证总溶解 固体量（TDS）质量分数满足仪器测试要求。 8.1.2程序空白试液的制备 不加试料，按8.1.1.2给出的步骤和试剂，制备程序空白试液。每批样品制备至少1个程序空白 试液。 8.1.3标准溶液的制备 用硝酸溶液（5.8）稀释贵金属标准储备液到指定浓度。每种贵金属配制至少5个不同浓度的标准 溶液，其浓度应处于仪器的最佳测试范围。 8.2仪器校准与分析条件设定 8.2.1ICP-OES方法 8.2.1.1仪器校准 2min以便提升波长校正液、稳定波长校正液流量。用已知元素的波长校正发射光谱，以确保各波段波 长与检测器像素之间完全吻合。 8.2.1.2分析条件 根据仪器使用说明书，分别设定Pt、Pd、Rh的定量分析条件。其中Pt、Pd、Rh元素的分析谱线 宜选择表1中的数值。 表1 测定元素原子发射光谱线 元素 主分析谱线/nm 次分析谱线/nm Pt 265.945 214.423 Pd 363.470 340.458 Rh 343.489 233.477 8.2.2ICP-MS方法 8.2.2.1仪器校准 根据仪器使用说明书，对