HJ 509-2009 车用陶瓷催化转化器中铂、钯、铑的测定 电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等

华人民共和国国家环境保护标准HJ509-2009电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法DeterminationofPlatinum,PalladiumandRhodiumloadinginthevehicle-usedceramiccatalyticconvertersInductiveCoupledPlasma–OpticalEmissionSpectrometryandInductiveCoupledPlasma–MassSpectrometry(发布稿)本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。中车用陶瓷催化转化器中铂、钯、铑的测定2010-01-01实施2009-11-03发布环境保护部发布I目次前言........................................................................................................................................II1适用范围....................................................................................................................................12规范性引用文件........................................................................................................................13术语和定义................................................................................................................................14方法原理....................................................................................................................................15试剂和材料................................................................................................................................26仪器设备....................................................................................................................................27试样制备....................................................................................................................................38分析步骤....................................................................................................................................49结果计算....................................................................................................................................610精密度和准确度........................................................................................................................611质量保证和控制........................................................................................................................7II前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，保护环境，保障人体健康，防治机动车排放污染，规范车用陶瓷催化转化器中铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）含量的测定方法，制定本标准。本标准规定了机动车用催化转化器陶瓷载体上Pt、Pd、Rh含量的电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定方法。本标准为首次发布。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：中国汽车技术研究中心、天津索克汽车试验有限公司。本标准参加单位：中国环境科学研究院、昆明贵研催化剂有限责任公司、巴斯夫催化剂（上海）有限公司、庄信万丰（上海）化工有限公司、优美科汽车催化剂（苏州）有限公司、无锡威孚环保催化剂有限公司、东京滤器（苏州）有限公司。本标准环境保护部2009年11月3日批准。本标准自2010年1月1日起实施。本标准由环境保护部解释。车用陶瓷催化转化器中铂、钯、铑的测定电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法警告——盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸均具有强烈的化学腐蚀性和刺激性，操作时应按规定要求佩戴防护器具，并在通风橱中进行，避免酸雾吸入呼吸道和接触皮肤、衣物。若有不慎接触，应立即采取紧急处理措施。检测后的残渣残液应做安全处理。1适用范围本标准规定了机动车用陶瓷催化转化器中贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）含量的电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）的测定方法。本标准适用于新制的和使用过的以堇青石蜂窝陶瓷为载体，并附载贵金属作活性组分的催化转化器中Pt、Pd、Rh含量的测定。称取1g样品消解定容至100mL时，ICP-OES方法分析Pt、Pd、Rh元素的检出限为5μg/g，测定下限为20μg/g；ICP-MS方法分析Pt、Pd、Rh元素的检出限为0.005μg/g，测定下限为0.02μg/g。2规范性引用文件本标准内容引用了下列文件或其中的条款，凡是不注日期的引用文件，其有效版本均适用于本标准。GB/T6679固体化工产品采样通则GB/T6682分析实验室用水的规格和试验方法GB/T8170数值修约规则GB/T18881汽油车排气净化催化剂YS/T371贵金属合金化学分析方法总则及一般规定3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1标准溶液standardsolution由用于制备该溶液的物质而准确知道某种元素、离子、化合物或基团浓度可溯源的溶液。3.2试样testsample由实验室样品制备的，从中抽取试料的样品。3.3试料testportion从试样中取得的（如试样与实验室样品两者相同，则从实验室样品中取得），并用以进行检验或观测的一定量的物料。4方法原理催化转化器中Pt、Pd、Rh含量的测定主要包含三部分：试样制备、试液制备和试液分1析。其中，试样制备采用样品全粉碎和机械分样研磨的方法，以确保取样的均一性和代表性；试液制备采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全分解的方法，使试料全部消解；试液分析采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪，测定试液中Pt、Pd、Rh元素的含量。4.1ICP-OES方法样品由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体中被充分蒸发、原子化、电离和激发，发射出的所含元素的特征谱线经分光系统进入光谱检测器，光谱检测器依据元素特征光谱进行定性、定量的分析。在一定浓度范围内，元素特征谱线上的响应值与其浓度成正比。4.2ICP-MS方法样品由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体中被充分蒸发、解离、原子化和电离，转化成的带电荷的正离子经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据离子的质荷比即元素的质量数进行分离并定性、定量的分析。在一定浓度范围内，元素质量数上的响应值与其浓度成正比。5试剂和材料除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂。5.1氩气：高纯气（纯度不低于99.99%），用作仪器工作气体。5.2盐酸（HCl）：ρ=1.19g/mL。5.3硝酸（HNO3）：ρ=1.42g/mL。5.4氢氟酸（HF）：ρ=1.49g/mL。5.5高氯酸（HClO4）：ρ=1.68g/mL。5.6王水：三单位体积的盐酸（5.2）与一单位体积的硝酸（5.3）混合。用时现配。5.7硝酸溶液（1+19）：一单位体积的硝酸（5.3）与十九单位体积的纯水（5.9）混合。5.8硝酸溶液（1+99）：一单位体积的硝酸（5.3）与九十九单位体积的纯水（5.9）混合。5.9纯水：GB/T6682，一级。5.10标准贮备液：各分析元素标准储备液配制依据YS/T371中附录A4.1中的规定，也可选用相应浓度的有证系列国家标准物质的混合溶液、单标溶液，并稀释到所需浓度。6仪器和设备6.1分样器主要用于粉末样品的均匀分样，以确保样品的均一性和低量取样的代表性。在仪器运行稳定后，凡能达到下列指标者均可使用：——分样误差：≤1%；——适用于松散的粉料和粒料。6.2研磨器主要用于粗粉碎后样品的进一步细研磨。在仪器运行稳定后，凡能达到下列指标者均可使用：——出样尺寸：D90≤0.1mm；——研磨细度具有可控性及可重复性，出料粒度均匀；——适用于粉末状，脆性，中硬度及以上物质的研磨；——研磨腔内易清洗，不易污染。6.3电感耦合等离子体原子发射光谱仪2主要用于试液中元素含量的分析。在仪器运行稳定后，凡能达到下列指标者均可使用：——反射功率：≤10W；——功率波动：≤0.1%；——频率稳定性：≤0.1%。6.4电感耦合等离子体质谱仪主要用于溶液中元素含量的分析。在仪器运行稳定后，凡能达到下列指标者均可使用：——射频功率：≥1000W；——频率稳定性：≤0.1%；——质谱稳定性：≤±0.1amu/24h。6.5分析天平分度值：≤0.1mg。6.6电子天平分度值：≤0.01g。6.7电加热板6.8微波消解器（如适用）6.9一般实验室常用仪器7试样制备试样制备的原则应依据GB/T6679的规定，包括7.1～7.5条的内容。试样制备过程中应防止样品交叉污染。7.1剥除催化转化器壳体剥开外层金属壳和衬垫，取出内层的催化转化器载体，样品的外观质量应符合GB/T18881表3中的规定。7.2干燥载体将催化转化器载体置于烘箱或马弗炉中，于200℃左右温度下干燥2h，取出并冷却至室温。7.3称量载体质量将催化转化器载体在电子天平（6.6）上称重，数值精确到0.01g。7.4测量载体体积按下列三种方式对不同形状载体的体积进行测量：a）形状规则的载体（如圆柱体，跑道型柱体）：在不同位置点，使用游标卡尺分别测量各项体积参数2~4次，取得平均值，计算得出载体体积，数值按GB/T8170中的规定修约至四位有效数字。b）形状规则，但横截面积不易计算的载体：取三张以上质地均匀的A4纸，使用裁纸刀沿载体的横截面轮廓在A4纸上割划下相同的部分，分别对每整张的A4纸和与载体横截面积相同的部分在分析天平上称重，精确到0.0001g。再按照纸的质量同纸的面积成正比的关系，计算出载体的横截面积的平均值，每个测量值与平均值的相对偏差应小于0.5%。载体长度采用游标卡尺测量的方法，载体体积即为横截面积与长度的乘积。c）形状不规则的载体：将催化转化器载体用保鲜