張保明,李 梅,華國防,徐澤良
(江西省君鑫貴金屬科技材料有限公司,江西 萬年 335500)
四氨合硝酸鉑是一種重要的鉑前驅(qū)體新材料,以其為前驅(qū)體可以制備出高活性的Pt/C、Pt/SiO2等Pt基催化劑,在有機(jī)合成工業(yè)、科研等領(lǐng)域都有較大需求。目前,化合物中鉑含量的測(cè)定方法有氯化亞錫分光光度法、DDO分光光度法、催化動(dòng)力學(xué)法、電位滴定法、原子吸收光譜法和電感耦合等離子發(fā)射光譜法[1-10]。而對(duì)于四氨合硝酸鉑中鉑元素含量的測(cè)定,各個(gè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)都有自己的檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn),造成檢測(cè)時(shí)的各種問題。目前尚未見四氨合硝酸鉑中鉑含量的標(biāo)準(zhǔn)分析測(cè)試方法報(bào)道或發(fā)布。因此,建立四氨合硝酸鉑中鉑含量的測(cè)定方法和標(biāo)準(zhǔn)尤為必要。
經(jīng)過長期的試驗(yàn)積累,人們發(fā)現(xiàn),采用水合肼還原法還原四氨合硝酸鉑,以電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀補(bǔ)差濾液中的殘留鉑,計(jì)算得到四氨合硝酸鉑中鉑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。此方法稱樣量小,方法簡單,結(jié)果偏差小,測(cè)定結(jié)果令人滿意。
濃鹽酸:優(yōu)級(jí)純;濃硝酸:優(yōu)級(jí)純;水合肼(80%):優(yōu)級(jí)純;混酸溶液:濃硝酸和濃鹽酸按體積比1∶3均勻混合;鉑標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存溶液(1 000 μg/mL);慢速定量濾紙(Φ15 cm);超純水。
四氨合硝酸鉑:分析純,江西省君鑫貴金屬科技材料有限公司。
于一組100 mL容量瓶中,分別加入0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL鉑標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存溶液,然后分別加入10 mL鹽酸,以水定容,搖勻。此系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中鉑濃度依次為0.00、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 μg/mL。
電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES):Avio200,PerkinElmer;電子天平:sartorius BT125D,美國賽多利斯;馬弗爐:SX-G07123,天津中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司。
樣品用一定量去離子水溶解,在加熱條件下,與水合肼反應(yīng)形成鉑沉淀,過濾,灼燒至恒重,并以電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀補(bǔ)差濾液中殘留鉑的質(zhì)量,根據(jù)沉淀出的鉑與濾液中殘留鉑的質(zhì)量之和,計(jì)算樣品中鉑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
(1)稱取400.00 mg試樣并置于燒杯中,加入50 mL水,溶解。取一張慢速定量濾紙,將濾紙撕成均勻小片(15~20片)置于燒杯中,加熱至微沸狀態(tài),取下,緩慢加入2 mL 80%水合肼,轉(zhuǎn)移至電熱板上加熱至出現(xiàn)大量沉淀,用玻璃棒沿杯壁及其杯底緩慢攪動(dòng)濾紙,并保持微沸狀態(tài)30 min,取下,冷卻。
(2)將沉淀用慢速定量濾紙過濾,用熱水(60~70℃)洗滌沉淀和燒杯各10次,將沉淀連同濾紙置于已恒重的瓷坩堝中,在電爐上灰化。將坩堝移入馬弗爐中,逐漸升溫至800℃,保溫2 h。取出,置于干燥器中冷卻至室溫,稱重。
(3)濾液轉(zhuǎn)移至燒杯A中連同玻璃棒加熱蒸發(fā),然后加入10 mL混酸溶液,蓋上表面皿,加熱至完全溶解,取下冷卻。轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,以水定容,搖勻。
(4)以電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀補(bǔ)差濾液中殘留鉑的質(zhì)量。在選定的儀器工作條件下,用配置好的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,繪制工作曲線,測(cè)量分析試液,于最佳波長處測(cè)量工作曲線溶液中鉑的光譜強(qiáng)度,輸出分析試液中鉑質(zhì)量濃度,計(jì)算濾液中鉑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
首先,考察不同用量水合肼對(duì)沉淀出的Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響,確定水合肼的最佳加入量,測(cè)試結(jié)果如圖1所示。
圖1 水合肼加入量對(duì)鉑沉淀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
由圖1可以看出,在測(cè)試范圍內(nèi),當(dāng)水合肼的用量小于2 mL時(shí),隨著水合肼加入量的增加,沉淀出的Pt質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大。當(dāng)水合肼的用量大于2 mL時(shí),還原出的Pt質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本保持不變,還原測(cè)定結(jié)果符合產(chǎn)品要求。從綜合角度來看,水合肼的用量選擇為2.0 mL。
水合肼還原時(shí),試樣溶液的酸度會(huì)直接影響沉淀出的Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及濾液中殘留的Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此,在不調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)成中性(pH=7)和堿性(pH=11)三種條件下,本研究考察了溶液酸度對(duì)水合肼還原結(jié)果的影響,平行試驗(yàn)分為兩組,其結(jié)果如表1和表2所示。
表1 酸度對(duì)鉑沉淀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
表2 酸度對(duì)濾液中鉑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
從表1和表2可以看出,不調(diào)節(jié)試樣溶液pH值,直接加水合肼還原,沉淀出的Pt質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,而濾液中殘留的Pt質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低,因此綜合考慮,試樣溶解后,不調(diào)節(jié)pH值,直接用水合肼還原。
按照分析方法對(duì)3個(gè)四氨合硝酸鉑樣品分別進(jìn)行11次獨(dú)立試驗(yàn),測(cè)定結(jié)果如表3所示。
表3 不同樣品中Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
由表3可以看出,每組測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)偏差SD、RSD較小,這表明此分析測(cè)試方法重復(fù)性較好,測(cè)量偏差較小,方法可行、可靠。
為進(jìn)一步驗(yàn)證方法的可靠性、準(zhǔn)確性,對(duì)小節(jié)2.3中3個(gè)樣品進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)Pt的加入量為200.00 mg,其測(cè)定結(jié)果如表4所示。
表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)
從表4可以看出,該檢測(cè)方法準(zhǔn)確度高,測(cè)定回收率超過98.82%,具有較高的可靠性,檢測(cè)結(jié)果符合要求。
本研究采用水合肼還原法,結(jié)合ICP-AES補(bǔ)差檢測(cè),測(cè)定四氨合硝酸鉑中Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。通過篩選、優(yōu)化試驗(yàn)條件,最終確定了最佳的試驗(yàn)檢測(cè)條件。該測(cè)試方法的SD小于0.016,RSD小于0.024,加標(biāo)回收率為98.82%~100.21%。該方法操作簡單,樣品消耗少,準(zhǔn)確性好,精密度高,可應(yīng)用于四氨合硝酸鉑中Pt含量的測(cè)定與標(biāo)準(zhǔn)方法的建立。