【热点应用】汽车催化剂中Pt、Pd和Rh痕量元素分析

贵金属化合物因具备高活性、高选择性和可回收性，常被选为车用催化剂中化学反应的非均相催化剂。对于车用催化剂的研发者、生产商以及回收终端产品中贵金属的相关从业者而言，精准测定催化剂中铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）等贵金属的含量至关重要。

传统上，火试金法因准确度高、检出限低，一直是行业内的标准分析方法，但该方法耗时费力，且对操作人员的专业技能要求极gao，导致分析成本高昂。相比之下，X 射线荧光光谱法（XRF）作为快速、无损的元素分析技术，其高性价比且操作简便的特点，使其成为该类测试替代技术的不er选择。那XRF技术是否可以胜任这项检测任务呢？

本文将通过Zetium金属分析专用版X射线荧光光谱仪（Zetium Metals edition）的汽车催化剂分析案例，向您展示仪器的优异性能及其有效替代火试金法的可能。

采用Zetium金属分析专用版X射线荧光光谱仪，X射线管根据不同元素设置不同的功率参数如下：

• 分析 Ce 和 La 时为 50 kV / 48 mA；

• 分析 Pb、Nd、Pd、Rh、Zr 和 Sr 时为 60 kV/ 40 mA。

• 分析 Zr 和 Sr 采用 150 μm 间距的准直器，其余元素则使用 300 μm 间距的准直器。

为获取Pd、Rh和Zr的高强度特征X射线，本实验选用PX10晶体，Nd和Ce的特征X射线通过复合探测器进行检测。

实验采用一系列内部催化剂标准样品建立校准曲线。将9.6g粉末样品和2.4g石蜡粘结剂混合均匀，置于自动压样机中，在20T压力下压制30秒，制备成直径为35mm，厚度为8mm的压片。

Zetium 金属分析专用版 XRF 光谱仪无论是短期测量还是长期测量，均展现出较高的精密度、重复性和重现性（见表 1）。对某一催化剂样品连续进行 20 次测量，在 350 mg / kg 浓度水平下，相对标准偏差仅为 0.5%，例如 Pt 的测量结果为 351.9±1.8 mg / kg。即便在 10 天的周期内进行测量，该精密度仍能保持，这一结果证明了仪器无需重新校准即可具备长期稳定性。

表1. 分析精密度

图2  Pt 和 Rh 的稳定性数据的可视化呈现。

图2. 对一种催化剂标准中的 Pt 和 Rh 的短期和长期稳定性进行测量

表 2 列出了对某一催化剂样品实现 1% 相对分析精密度所需的计数时间。

表2. 达到 1% 的精度所需的时长

校准的准确度数据见表 3。校准均方根误差（RMS）是标准样品的认证化学浓度与校准过程中通过回归计算得出的浓度之间的统计对比（1σ）。受样品不均匀性及标准样品浓度定值误差的影响，校准的均方根误差通常高于仪器自身的精密度。

表3. 校准质量

钯和铑的校准曲线（图 3、图 4）直观体现了该方法的准确度。

图3. Pd的校准曲线

图4. Rh的校准曲线

表4列出了典型车用催化剂基质中目标分析物的检出限。（注：下列检出限为该催化剂样品的检出限，具有典型性，不同样品的检出限会因基质成分差异而变化）。

             表4. 检出限