带你了解汽车尾气管里的化学世界
汽车尾气管里面的化学知识
铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）的可变组分和价格波动日益成为购买和回收汽车废弃催化转换器的重要因素。2010年，铂、钯、铑的全球累计销量分别为245、299和 27.2吨。其中，汽车催化剂行业共消耗约46%铂，57%钯和77%铑。同年，从废弃催化转换器中回收的铂、钯、铑分别达33.7、41.2和7.3吨，以2010年纯金属的累计平均价格计算，总价达30亿美元。
供需(xu)(xu)现状变化及消费结构的变化导致(zhi)这(zhei)三种元素(su)的价格在过去二十年间剧烈波(bo)动(dong)（见图 1）。价格波(bo)动(dong)及排放(fang)法规的收紧(jin)与催化剂(ji)组分(fen)直接相(xiang)关，而催化剂(ji)组分(fen)又极大影响着市场需(xu)(xu)求。
图(tu)1 2000~2020 年(nian)铂族金属南非(fei)兰特一篮子价格
汽车(che)尾气催化剂回收(shou)量指从报废汽车(che)以及个别地区(qu)后市(shi)场的废料中回收(shou)的铂族(zu)金(jin)属(shu)(shu)。铂族(zu)金(jin)属(shu)(shu)具有(you)高度的可(ke)回收(shou)性，铂族(zu)金(jin)属(shu)(shu)应用数量随着时间增加(jia)，铂族(zu)金(jin)属(shu)(shu)产品使用寿命到期，贵重的铂族(zu)金(jin)属(shu)(shu)就被回收(shou)。2000年以后，铂族(zu)金(jin)属(shu)(shu)供应源的重要性越发(fa)显著(zhu)。
图2 1982~2018年(nian)，铂族金属供应源分布
为避免重大经(jing)济损失，在垃圾站或(huo)(huo)炼油厂快速(su)、精(jing)确(que)(que)测定废(fei)弃催化转换器中铂(bo)、钯(ba)和(he)铑的(de)(de)(de)含(han)(han)量具有绝对(dui)优势，但是汽(qi)车废(fei)弃催化转换器基体(ti)复杂(za)，铂(bo)、钯(ba)和(he)铑的(de)(de)(de)含(han)(han)量极低，传统的(de)(de)(de)前(qian)处理方式石墨消解(jie)(jie)或(huo)(huo)者普通微波消解(jie)(jie)无法(fa)使(shi)铂(bo)、钯(ba)和(he)铑充分游离出来，因此(ci)需要更高消解(jie)(jie)温度的(de)(de)(de)超级(ji)微波消解(jie)(jie)仪(yi)进行制样，确(que)(que)保铂(bo)族元素含(han)(han)量测试的(de)(de)(de)准确(que)(que)性。
安东帕超级微波消解(jie)仪Multiwave7000请求一战
实验方案
样品采集与保存
参照HJ509-2009 车用(yong)陶瓷催化转(zhuan)化器中铂、钯、铑的(de)测定相关规定进(jin)行采集(ji)和保存。
样品的制备
将(jiang)样(yang)品(pin)(pin)破碎至(zhi)粒(li)径(jing)(jing) 1 mm 左右后，用(yong)分(fen)样(yang)器一次(ci)或多次(ci)将(jiang)其(qi)缩分(fen)，再使用(yong)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)器将(jiang)缩分(fen)后的(de)(de)(de)样(yang)品(pin)(pin)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)成粒(li)径(jing)(jing)小于(yu) 0.075 mm 的(de)(de)(de)粉(fen)末。其(qi)中，试样(yang)制备采用(yong)样(yang)品(pin)(pin)全粉(fen)碎和(he)机(ji)械分(fen)样(yang)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)的(de)(de)(de)方法，以确(que)保取(qu)样(yang)的(de)(de)(de)均一性和(he)代(dai)表性，保证(zheng)检测(ce)结果的(de)(de)(de)准确(que)性和(he)重现性。
测试质地较硬的矿石时，你首先需要一台高效的球磨仪。安东帕前处理单元也来了一波搅动市场的神秘力量。安东帕球磨机BM 500是一款通用的实验室级球磨仪，它操作简单、研磨程序快(kuai)速、重现性好。它又是一(yi)个全能型选手(shou)，能应用于诸多行业，例如：金属，陶瓷(ci)，聚合物，宝石，矿(kuang)物，食品，土壤(rang)，药品以及细胞类生物材料，都(dou)能满足要求。
称取约0.1g标准样品GSB 04-3286-2016陶(tao)瓷粉末样品于Multiwave 7000超级微波消解仪18 mL PTFE反应管中，加HNO3+HCl+1HF ，设定如下温度程序进行消解。
消解结束后赶去(qu)氢氟酸，从结果可以看出，负(fu)载在催化剂上(shang)的贵金属(shu)已经(jing)溶解。具体样(yang)品回收率(lv)详见下表：
陶(tao)瓷催化转换器铂(bo)、钯、铑测试值与回收率
Multiwave 7000 将著(zhu)名的安东帕 HPA-S 概念与现代性(xing)能*的微波技术相结(jie)合(he)，代表了微波消(xiao)解的新(xin)高(gao)度(du)。新(xin)型加压消(xiao)解腔 (PDC)，温度(du)高达 300 °C，压力可达200 bar。确保(bao)所有(you)种(zhong)类的(de)样品消解*，如食品、环境(jing)、聚合物、化妆品、药品、地质、化学和石化样品。同时具有(you)精(jing)简的(de)工作流程、超(chao)轻附件(jian)、超(chao)GAO性价(jia)比(bi)等优点，可节省宝(bao)贵的(de)时间(jian)并降低运营(ying)成本。
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