帶你了解汽車尾氣管里的化學世界
汽車尾氣管里面的化學知識
鉑（Pt）、鈀（Pd）、銠（Rh）的可變組分和價格波動日益成為購買和回收汽車廢棄催化轉換器的重要因素。2010年，鉑、鈀、銠的全球累計銷量分別為245、299和 27.2噸。其中，汽車催化劑行業(yè)共消耗約46%鉑，57%鈀和77%銠。同年，從廢棄催化轉換器中回收的鉑、鈀、銠分別達33.7、41.2和7.3噸，以2010年純金屬的累計平均價格計算，總價達30億美元。
供需現(xiàn)狀變化及消費結構的變化導致這三種元素的價格在過去二十年間劇烈波動（見圖 1）。價格波動及排放法規(guī)的收緊與催化劑組分直接相關，而催化劑組分又極大影響著市場需求。
圖1 2000~2020 年鉑族金屬南非蘭特一籃子價格
汽車尾氣催化劑回收量指從報廢汽車以及個別地區(qū)后市場的廢料中回收的鉑族金屬。鉑族金屬具有高度的可回收性，鉑族金屬應用數(shù)量隨著時間增加，鉑族金屬產品使用壽命到期，貴重的鉑族金屬就被回收。2000年以后，鉑族金屬供應源的重要性越發(fā)顯著。
圖2 1982~2018年，鉑族金屬供應源分布
為避免重大經濟損失，在垃圾站或煉油廠快速、精確測定廢棄催化轉換器中鉑、鈀和銠的含量具有絕對優(yōu)勢，但是汽車廢棄催化轉換器基體復雜，鉑、鈀和銠的含量極低，傳統(tǒng)的前處理方式石墨消解或者普通微波消解無法使鉑、鈀和銠充分游離出來，因此需要更高消解溫度的超級微波消解儀進行制樣，確保鉑族元素含量測試的準確性。
安東帕超級微波消解儀Multiwave7000請求一戰(zhàn)
實驗方案
樣品采集與保存
參照HJ509-2009 車用陶瓷催化轉化器中鉑、鈀、銠的測定相關規(guī)定進行采集和保存。
樣品的制備
將樣品破碎至粒徑 1 mm 左右后，用分樣器一次或多次將其縮分，再使用研磨器將縮分后的樣品研磨成粒徑小于 0.075 mm 的粉末。其中，試樣制備采用樣品全粉碎和機械分樣研磨的方法，以確保取樣的均一性和代表性，保證檢測結果的準確性和重現(xiàn)性。
測試質地較硬的礦石時，你首先需要一臺高效的球磨儀。安東帕前處理單元也來了一波攪動市場的神秘力量。安東帕球磨機BM 500是一款通用的實驗室級球磨儀，它操作簡單、研磨程序快速、重現(xiàn)性好。它又是一個全能型選手，能應用于諸多行業(yè)，例如：金屬，陶瓷，聚合物，寶石，礦物，食品，土壤，藥品以及細胞類生物材料，都能滿足要求。
稱取約0.1g標準樣品GSB 04-3286-2016陶瓷粉末樣品于Multiwave 7000超級微波消解儀18 mL PTFE反應管中，加HNO3+HCl+1HF ，設定如下溫度程序進行消解。
消解結束后趕去氫氟酸，從結果可以看出，負載在催化劑上的貴金屬已經溶解。具體樣品回收率詳見下表：
陶瓷催化轉換器鉑、鈀、銠測試值與回收率
Multiwave 7000 將著名的安東帕 HPA-S 概念與現(xiàn)代性能*的微波技術相結合，代表了微波消解的新高度。新型加壓消解腔 (PDC)，溫度高達 300 °C，壓力可達200 bar。確保所有種類的樣品消解*，如食品、環(huán)境、聚合物、化妝品、藥品、地質、化學和石化樣品。同時具有精簡的工作流程、超輕附件、超GAO性價比等優(yōu)點，可節(jié)省寶貴的時間并降低運營成本。
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