車(chē)用陶瓷催化劑中鈀含量的測(cè)定能力驗(yàn)證樣品均勻性及穩(wěn)定性分析

姚慧，楊惠玲

(中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300)

0 引言

進(jìn)行能力驗(yàn)證計(jì)劃，首先需要確保能力驗(yàn)證樣品充分均勻和穩(wěn)定，才能保證能力驗(yàn)證中出現(xiàn)可疑或離群結(jié)果不是由于樣品的差異導(dǎo)致，而是實(shí)驗(yàn)室間能力差異所致。因此，在分發(fā)能力驗(yàn)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(yàn)證要求是非常有必要的。

車(chē)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(duì)CO、HC起催化氧化作用，銠主要對(duì)NOx起催化還原作用。輕型車(chē)國(guó)5及國(guó)6排放標(biāo)準(zhǔn)[1-2]要求進(jìn)行耐久試驗(yàn)車(chē)輛均要求按HJ 509-2009標(biāo)準(zhǔn)[3]進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化器的貴金屬含量測(cè)試。目前，針對(duì)該項(xiàng)測(cè)試，并沒(méi)有專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)組織相應(yīng)的能力驗(yàn)證來(lái)確保檢測(cè)機(jī)構(gòu)的測(cè)試能力達(dá)標(biāo)，國(guó)內(nèi)也沒(méi)有對(duì)應(yīng)的能力驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)品供選擇。

為了開(kāi)展該項(xiàng)能力驗(yàn)證活動(dòng)，需準(zhǔn)備樣品并確保其滿足能力驗(yàn)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(duì)車(chē)用陶瓷催化劑中貴金屬進(jìn)行考察，為順利開(kāi)展車(chē)用陶瓷催化劑中貴金屬含量的測(cè)定能力驗(yàn)證計(jì)劃提供重要的依據(jù)和保證。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器設(shè)備

包括：電子分析天平(型號(hào)AND GR-200，感量0.1 mg)；微波消解儀(MARS6 Easyprep型，美國(guó)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(guó)安捷倫生產(chǎn))。

1.2 試劑材料

使用國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心生產(chǎn)的Pt、Pd、Rh、In、Re單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，濃度為1 000 mg/L。使用體積分?jǐn)?shù)1%的HCl和5%的HNO3逐級(jí)稀釋單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配置成混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，使用1 mg/L的In和Re作為內(nèi)標(biāo)元素。HCl、HNO3、HF為優(yōu)級(jí)純，其他試劑為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為I級(jí)水。

車(chē)用陶瓷催化劑為編號(hào)A、B、C、D 4個(gè)催化劑制造廠商提供的樣品。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將A、B、C、D汽車(chē)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(biāo)準(zhǔn)方法，稱(chēng)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(jī)分析前進(jìn)行稀釋。

2 樣品的均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)

2.1 檢驗(yàn)依據(jù)

參照CNAS-GL40《能力驗(yàn)證的選擇核查與利用指南》中附錄B[5]及CNAS-GL03《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指南》[4]對(duì)樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中樣品均勻性檢驗(yàn)采用單因子方差分析進(jìn)行評(píng)定，樣品穩(wěn)定性檢驗(yàn)采用t檢驗(yàn)法進(jìn)行評(píng)定。

2.2 樣品的均勻性

將A、B、C、D每個(gè)樣品分樣至10個(gè)樣品瓶中，按照每個(gè)樣品瓶中取3次平行樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證樣品均勻性，結(jié)果見(jiàn)表1，單因子方差分析見(jiàn)表2。

表1 樣品均勻性結(jié)果 mg·g-1

表2 樣品均勻性方差分析

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

2.3 樣品的穩(wěn)定性

A、B、C、D樣品在不同時(shí)間分別按照均勻性檢驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即每個(gè)樣品分為10個(gè)樣品瓶，每個(gè)樣品瓶進(jìn)行3次平行樣檢測(cè)，采用t檢驗(yàn)中的兩個(gè)平均值之間的一致性方法[4]進(jìn)行樣品穩(wěn)定性檢測(cè)，結(jié)果顯示t值均小于2.00，顯示樣品穩(wěn)定，結(jié)果分析見(jiàn)表3。

表3 樣品穩(wěn)定性方差分析

備注：*第1次測(cè)量時(shí)間為2017年6月，第2次測(cè)量時(shí)間為2018年4月。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)A、B、C、D樣品的檢測(cè)，表明在室溫25 ℃下，樣品內(nèi)和樣品間無(wú)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(chē)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(yàn)證樣品應(yīng)用于車(chē)用陶瓷催化劑中鈀含量的測(cè)定。其他種類(lèi)貴金屬考察方法可參看鈀的均勻性和穩(wěn)定性考察方法。