北纳生物-河南省工业微生物菌种工程技术研究中心
汽车催化转化器是降低汽车尾气污染物排放的有效装置，其中的三元催化剂通常以铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）等贵金属元素作为其活性成分，Pt、Pd主要对CO、碳氢化合物起催化氧化作用，Rh主要对NOx起催化还原作用。轻型车国6排放标准要求试验车辆按HJ509–2009进行催化转化器中贵金属含量测试，且要求测试结果与申报值的偏差不得超过±10%，否则判定不合格。所以准确测定催化剂中贵金属含量对监管部门、整车厂及催化剂生产企业都非常重要。
HJ509–2009的前处理方法主要为加热板消解和微波消解，随着催化剂工艺的发展，涂层配方、涂覆工艺的改进，采用上述前处理方法已不能有效消解部分陶瓷催化剂，导致贵金属溶出率低，影响测试结果准确度。目前贵金属的溶样方法很多，包括酸溶法、碱熔融法、试金法等，对Pt、Pd、Rh的分析方法有分光光度法、火焰原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP–AES）法，电感耦合等离子体质谱（ICP–MS）法、X射线荧光光谱法等。采用酸溶法检测车用催化剂中贵金属含量，可进行批量操作，对人员的操作要求较低，目前检测机构基本采用微波消解酸溶法结合电感耦合等离子体原子发射光谱法或电感耦合等离子体质谱法对车用催化剂中贵金属含量进行检测。
电感耦合等离子体质谱仪：7900型，美国安捷伦科技有限公司。超级微波消解仪：Multiwave7000型，奥地利安东帕有限公司。微波消解萃取系统：MARS6型，美国培安公司。HCl、HNO3、HF、H2O2：优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。Pt、Pd、Rh、In、Re单元素标准储备溶液：1000mg／L，国家有色金属及电子材料分析测试中心。Pt、Pd、Rh系列混合标准工作溶液：逐级稀释Pt、Pd、Rh单元素标准储备液，溶剂为1%HCl溶液–5%HNO3溶液，得质量浓度为20、40、100、200、400、1000μg／L的系列混合标准工作溶液。In、Re内标溶液：1mg／L，配制方法同上。汽车尾气净化催化剂贵金属分析用标准样品：编号为GSB04-3286-2016，Pt、Pd、Rh定值分别为170.1、1072、158.3mg／kg，贵研检测科技（云南）有限公司。国际标准样品：编号为SRM2557，Pt、Pd、Rh定值分别为1131、233.2、135.1mg／kg，美国科学和技术研究院。实验用水均为一级水。
通过对样品粉末的半定量考察，发现其中不含锶元素，不会形成质量数105的氧化锶对105Pd进行干扰，依据丰度大、干扰少的原则，最终确定试验测量质量数为103Rh，105Pd和195Pt。
表1正交试验因素水平表
根据F检验法方差分析得出，在置信度为95%，自由度为2时，F临界值为19.00，任意两因素偏差平方和之比（即F比）大于19.00时，偏差平方和大的因素即为显著因素。对于Pt，盐酸用量的F比为54.02；对于Pd，硝酸用量的F比为27.43，氢氟酸用量的F比为165.57；对于Rh，盐酸用量的F比为82.47，氢氟酸用量的F比为68.59。通过正交试验结果表明，盐酸和硝酸用量的3个水平中，均为第3个水平最好，氢氟酸用量的3个水平中，第2个水平最好，过氧化氢用量为非显著因素。综合正交试验结果，确定最佳混酸配比：1mL盐酸，5mL硝酸，1mL氢氟酸。
表2不同称样量回收率结果
由表2可知，称样量为0.02～0.18g时，前处理后Pt、Pd、Rh的回收率为97%~100.4%，无明显差异，说明在此消解条件下取该范围内的任意称样量对测定结果无明显影响。考虑称样量越大，样品不均匀的不确定度越小，为方便后续试验的比较，选取称样量为0.1g。
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