车用陶瓷催化剂中钯含量的测定能力验证样品均匀性及稳定性分析

姚慧，杨惠玲

(中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300)

0 引言

进行能力验证计划，首先需要确保能力验证样品充分均匀和稳定，才能保证能力验证中出现可疑或离群结果不是由于样品的差异导致，而是实验室间能力差异所致。因此，在分发能力验证样品前，需要确定样品的均匀性和稳定性是否符合能力验证要求是非常有必要的。

车用陶瓷催化剂通常以铂、钯、铑等贵金属元素作为其活性成分，其中铂、钯主要对CO、HC起催化氧化作用，铑主要对NOx起催化还原作用。轻型车国5及国6排放标准[1-2]要求进行耐久试验车辆均要求按HJ 509-2009标准[3]进行催化转化器的贵金属含量测试。目前，针对该项测试，并没有专业机构组织相应的能力验证来确保检测机构的测试能力达标，国内也没有对应的能力验证标准品供选择。

为了开展该项能力验证活动，需准备样品并确保其满足能力验证的均匀性和稳定性要求[4-6]。本文作者以钯元素为例对车用陶瓷催化剂中贵金属进行考察，为顺利开展车用陶瓷催化剂中贵金属含量的测定能力验证计划提供重要的依据和保证。

1 实验部分

1.1 仪器设备

包括：电子分析天平(型号AND GR-200，感量0.1 mg)；微波消解仪(MARS6 Easyprep型，美国CEM公司生产)；电加热板(EH45A plus，莱伯泰科生产)；超纯水系统(Milli-Q Academic型，密理博公司生产)；ICP-MS(7500a，美国安捷伦生产)。

1.2 试剂材料

使用国家有色金属及电子材料分析测试中心生产的Pt、Pd、Rh、In、Re单元素标准储备溶液，浓度为1 000 mg/L。使用体积分数1%的HCl和5%的HNO3逐级稀释单元素标准储备液配置成混合标准系列溶液，使用1 mg/L的In和Re作为内标元素。HCl、HNO3、HF为优级纯，其他试剂为分析纯，实验用水为I级水。

车用陶瓷催化剂为编号A、B、C、D 4个催化剂制造厂商提供的样品。

1.3 实验方法

将A、B、C、D汽车催化剂载体于200 ℃放入烘箱烘干2 h，研磨至直径小于75 μm的粉末。按照HJ 509-2009标准方法，称取0.25 g左右粉末样品放入消解罐中，加入6 mL盐酸、6 mL硝酸、4 mL氢氟酸，放入微波消解仪中，20 min由室温升至200 ℃消解，保持40 min。消解完毕后取出倒入坩埚中，放在加热板赶酸，170 ℃回流1.5 h，定容后上机分析前进行稀释。

2 样品的均匀性和稳定性检验

2.1 检验依据

参照CNAS-GL40《能力验证的选择核查与利用指南》中附录B[5]及CNAS-GL03《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》[4]对样品数据进行统计，其中样品均匀性检验采用单因子方差分析进行评定，样品稳定性检验采用t检验法进行评定。

2.2 样品的均匀性

将A、B、C、D每个样品分样至10个样品瓶中，按照每个样品瓶中取3次平行样进行实验，验证样品均匀性，结果见表1，单因子方差分析见表2。

表1 样品均匀性结果 mg·g-1

表2 样品均匀性方差分析

由表2可见：A、B、C、D样品的F值均小于2.39，样品内和样品间无显著性差异，均匀性检测结果合格。

2.3 样品的稳定性

A、B、C、D样品在不同时间分别按照均匀性检验进行实验，即每个样品分为10个样品瓶，每个样品瓶进行3次平行样检测，采用t检验中的两个平均值之间的一致性方法[4]进行样品稳定性检测，结果显示t值均小于2.00，显示样品稳定，结果分析见表3。

表3 样品稳定性方差分析

备注：*第1次测量时间为2017年6月，第2次测量时间为2018年4月。

3 结论

通过对A、B、C、D样品的检测，表明在室温25 ℃下，样品内和样品间无显著性差异，样品均匀性合格，在一年内样品稳定性合格。该4种车用陶瓷催化剂样品具有足够的均匀性和良好的稳定性，可作为能力验证样品应用于车用陶瓷催化剂中钯含量的测定。其他种类贵金属考察方法可参看钯的均匀性和稳定性考察方法。