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带你了解汽车尾气管里的化学世界

点击次数:60  发布时间:2021-04-28

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

供需现状变化及消费结构的变化导致这三种元素的价格在过去二十年间剧烈波动(见图 1)。价格波动及排放法规的收紧与催化剂组分直接相关,而催化剂组分又极大影响着市场需求。

                             图1   2000~2020 年铂族金属南非兰特一篮子价格

汽车尾气催化剂回收量指从报废汽车以及个别地区后市场的废料中回收的铂族金属。铂族金属具有高度的可回收性,铂族金属应用数量随着时间增加,铂族金属产品使用寿命到期,贵重的铂族金属就被回收。2000年以后,铂族金属供应源的重要性越发显著。

                                                      图2  1982~2018年,铂族金属供应源分布

为避免重大经济损失,在垃圾站或炼油厂快速、精确测定废弃催化转换器中铂、钯和铑的含量具有绝对优势,但是汽车废弃催化转换器基体复杂,铂、钯和铑的含量极低,传统的前处理方式石墨消解或者普通微波消解无法使铂、钯和铑充分游离出来,因此需要更高消解温度的超级微波消解仪进行制样,确保铂族元素含量测试的准确性。

                      安东帕超级微波消解仪Multiwave7000请求一战

 

实验方案

 

样品采集与保存

 

参照HJ509-2009 车用陶瓷催化转化器中铂、钯、铑的测定相关规定进行采集和保存。

 

 

样品的制备

 

将样品破碎至粒径 1 mm 左右后,用分样器一次或多次将其缩分,再使用研磨器将缩分后的样品研磨成粒径小于 0.075 mm 的粉末。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,保证检测结果的准确性和重现性。

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、研磨程序快速、重现性好。它又是一个全能型选手,能应用于诸多行业,例如:金属,陶瓷,聚合物,宝石,矿物,食品,土壤,药品以及细胞类生物材料,都能满足要求。

称取约0.1g标准样品GSB 04-3286-2016陶瓷粉末样品于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。

消解结束后赶去氢氟酸,从结果可以看出,负载在催化剂上的贵金属已经溶解。具体样品回收率详见下表:

                                                 陶瓷催化转换器铂、钯、铑测试值与回收率

Multiwave 7000 将著名的安东帕 HPA-S 概念与现代性能优越的微波技术相结合,代表了微波消解的新高度。新型加压消解腔 (PDC),温度高达 300 °C,压力可达200 bar。确保所有种类的样品消解完全,如食品、环境、聚合物、化妆品、药品、地质、化学和石化样品。同时具有精简的工作流程、超轻附件、超GAO性价比等优点,可节省宝贵的时间并降低运营成本。 

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