CC BY
54
9
О Л 0 X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. Na 2 (118)
при адсорбции воды. При увеличении количества адсорбированной воды, рост кластеров воды вызывает увеличение электрической емкости между кластерами за счет снижения зазора между ними. После слияния капель воды должно происходить снижение 8, но для системы НА-вода наблюдается обратный эффект - наблюдается гигантский рост значения 8, вызванный различными физическими и химическими процессами на поверхности под действием электрического поля: реструктуризацией двойного электрического слоя, поверхностной миграцией и диффузией зарядов и др. [7].
Полученная нами информация может представлять ценность как для предсказания свойств, так и возможности нового применения наноалмаза.
Библиографические ссылки
1. Современные промышленные возможности синтеза наноалмаза/ В.Ю. Долматов [и др.]; //ФТТ, 2004. Т. 46. 4. С. 596-600.
2. Dolmatov V.Y. //Russ. J. Appl. Chem., 2008. T. 81. 10. C. 1747-1753.
3. Денисов С.А., Спицын Б.В. Газофазный метод очистки продуктов детонационного синтеза наноалмаза от неалмазных форм углерода и неуглеродных примесей // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [ред. П.Д. Саркисов и В.Б. Сажин]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им.Д.И. Менделеева, 2009. Т. XXIII.
4. Amanda М., Schrand [et al.]; // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 2008. V. 34. P. 18-74.
5. Denisov S.A., Sokolina G. A., Spitsyn B.V. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2010. 16. P. 012005.
6. Spitsyn, B.V., Denisov, S.A. [et al.]; // Diam. Relat. Mat., 2010. V.19. P. 123 - 127.
7. Chelidze T L. //Geophys J. Int., 1999. V. 137. P. 1-15.
8. Р.Ш. Вартапетян, AM. Волощук/УУспехи химии, 1995. Т. 64. №11. С. 1055.
УДК 543.054
А.В. Дьячкова, А.Д. Кириллов, О.А. Дальнова, Ю.А. Карпов
ОАО «Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «Гиредмет», Москва, Россия
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОБОПОДГОТОВКИ ОТРАБОТАННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕТЕРОЦЕПНЫХ ^-СОДЕРЖАЩИХ СОРБЕНТОВ
The investigations of chemical sample preparation of used automotive catalysts on metallic substrate in analytical autoclaves with resistive and microwave heating for the final determination of platinum group metals (PGM) by atomic emission spectrometry with inductively coupled plas-
X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. №2(118)
ma are carried out. Selective sorption of PGM from liquid solutions using heterochain polymer S,N-containig sorbents is performed.
Выполнены исследования по разработке методов химической пробоподготовки отработанных автомобильных катализаторов на металлической основе в аналитических автоклавах с резистивным и микроволновым нагревом с целью последующего определения металлов платиновой группы (МПГ) методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Селективное отделение и концентрирование МПГ из растворов осуществлялось с помощью гетероцепных S. N-содсржа щих сорбентов.
Отработанные автомобильные катализаторы (АК) представляют значительный интерес как вторичное сырье для получения металлов платиновой группы (МПГ). Характерными особенностями АК как объекта анализа является низкое содержание МПГ и нестереотипные соотношения матричных и определяемых компонентов. Поэтому при разработке методики определения содержания МПГ в отработанных АК необходимы тщательный подбор реагентов для разложения проб и изучение влияний сопутствующих компонентов на определение МПГ.
По результатам ранее проведенных исследований [1] нами предложена методика анализа отработанных АК на керамической основе, включающая химическую пробоподготовку в аналитических автоклавах с последующим определением платины, палладия и родия методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП). Показано, что при кислотном разложении в аналитических автоклавах возможно провести селективное извлечение МПГ из анализируемых растворов без полного растворения керамической основы катализатора.
В настоящее время наряду с АК на керамической основе в качестве нейтрализаторов выхлопных газов автомобильных двигателей широко применяются АК на металлической основе. Они отличаются более высокой механической прочностью и надежностью, а также большей компактностью [2]. Целью настоящего исследования являлась разработка методики определения МПГ в отработанных АК на металлической основе методом АЭС-ИСП.
Выполнены исследования по кислотному разложению проб отработанных АК на металлической основе в аналитических автоклавах с резистивным нагревом. В работе использовались аналитические автоклавы с резистивным нагревом АТ-ЗС и система автоклавной пробоподготовки МКП-04 (производство НПВФ АНКОН-АТ-2). Также проведены опыты по кислотному разложению проб отработанных АК в микроволновой системе MARS-5 (производство СЕМ), оснащенной автоклавами НР-500. Автоклавное разложение проб отработанных АК на металлической основе проводилось при температурах 160 - 240°С, длительность разложения находилась в интервале 0,5 - 2 ч. В качестве реагентов для кислотного разложения были применены смеси HNO3 - НС1 и Н2О2 - НС1.
Определение платины, палладия и родия проводили на спектрометре iCAP 6300 с радиальным наблюдением плазмы, оснащенном оптической системой Эшелле (фирма Thermo Electron).
0 it & I U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. №2(118)
Установлено, что при кислотном разложении проб вследствие растворения металлической основы АК образуется раствор с высоким содержанием солей железа и хрома, что существенно затрудняет проведение анализа методом АЭС-ИСП. С целью снижения солевого фона анализируемых растворов, а также устранения влияния мешающих компонентов на результаты определения платины, палладия и родия предложено проводить сорбцион-ное отделение и концентрирование Mill из растворов с помощью гетеро-цепных 5,1М-содержащих сорбентов, полученных реакцией тиометилирова-ния полиаминов. В состав матрицы сорбентов входят атомы серы (35 -50%), азота (7 - 15%) и углерода (25 - 35%), образуя полимерные цепи, в которых сорбционные центры и матрица представлены как единое целое, что обуславливает их высокую емкость и селективность по отношению к определяемым компонентам пробы [3]. Данные сорбенты эффективно используются для селективного извлечения Mill из растворов после кислотного разложения проб [4]. В настоящей работе нами был использован сорбент бис-[пергидро-(1,3,5-дитиазин)-5-ил]-этан (ЭДК).
В результате проведенных исследований установлено, что применение сорбента позволяет провести селективное извлечение платины, палладия и родия из полученного раствора, что дает возможность успешно провести их последующее определение после растворения сорбента. Поскольку применяемый сорбент растворим в азотной кислоте, при использовании царской водки для кислотного разложения проб необходимо проводить упаривание раствора с последующим растворением остатка в разбавленной хлористоводородной кислоте. Показано, что использование для кислотного разложения в аналитических автоклавах проб отработанных АК на металлической основе смеси Н2О2 - НС1 позволяет проводить сорбцию без предварительного упаривания раствора, что существенно упрощает и ускоряет ход анализа.
Результаты определения МПГ в пробах отработанных АК на металлической основе (хср. ± А; п = 10; Р=0,95)
Номер Определяемый Результаты анализа, массовая доля, %
пробы элемент АЭС-ИСП ЭТААС
Pt 0,0023 ± 0,0006 0,0025 ± 0,0005
1 Pd 0,074 ± 0,004 0,081 ± 0,005
Rh 0,0031 ± 0,0005 0,0028 ± 0,0004
Pt < 0,002 0,00035 ± 0,0001
2 Pd 0,050 ± 0,003 0,052 ± 0,004
Rh 0,0035 ± 0,0005 0,0029 ± 0,0006
Pt < 0,002 0,00052 ± 0,0001
3 Pd 0,086 ± 0,005 0,088 ± 0,006
Rh 0,0032 ± 0,0004 0,0027 ± 0,0005
Для подтверждения правильности определения платины, палладия и родия было проведено сопоставление результатов после разложения проб отработанных АК, полученных методом АЭС-ИСП, с результатами, полученными методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермиче-
X Ü в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. Na 2 (118)
ской атомизацией (ЭТААС) (таблица). Для определения Mill в анализируемых пробах методом ЭТААС в настоящей работе применяли спектрометр Z-3030 с Зеемановской коррекцией фона фирмы Perkin Elmer.
Полученные результаты являются основой для разработки методики анализа отработанных АК на металлической основе, включающей кислотное разложение проб в аналитических автоклавах, отделение и концентрирование Mill из полученного раствора с помощью гетероцепных S,N-содержащих сорбентов и их последующее определение методом АЭС-ИСП.
Работа выполнена при поддержке Совета по грантам Президента РФ для поддержки ведущих научных школ НШ-4119.2010.3 и Минобрнауки ГК 02.740.11.0401
Библиографические ссылки
1. Разработка методов пробоподготовки отработанных автомобильных катализаторов в аналитических автоклавах/А.В.Дьячкова, А.Д. Кириллов, Т.М. Малютина, Ю.А. Карпов// Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [ред. П.Д. Саркисов и В.Б. Сажин]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. T.XXIV. 2010. №1(106). С. 8891.
2. A.S.Pratt, J.A.Cairns. Noble Metal Catalysts on Metallic Substrates// Platinum metals review, 1977. V.21. №3. P. 74-83.
3. Сорбционное извлечение хлорокомплексов платины (II) и платины (IV) гетероцепным серосодержащим сорбентом/М.В. Афонин, С.М. Симанова, Н.М. Бурмистрова, Н.С. Панина, Ю.А. Карпов, O.A. Дальнова. // Журнал прикладной химии, 2008. Т.81. №11. С. 1816-1820.
4. Сорбционно-атомно-абсорбционное определение платины, палладия и родия в отработанных авто катализаторах/О. А. Дальнова, Д.Г. Филатова, Ю.А. Карпов, O.A. Ширяева, Т.Ю. Алексеева, A.A. Ширяев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2009. Т.75. №8. С. 18-22.
УДК 543.422.022.5:543.262:65.011.056 С.В. Земятова, В.В. Кузнецов
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
КВАЛИМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ХИМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ U(VI) И Th(IV) В СИСТЕМЕ АРСЕНАЗО III - ОРГАНИЧЕСКИЙ КАТИОН
The precision and information efficient of standard and automated flow-injection determination of U(VI) and Th(IV) in system arsenazo III - organic cation coupled with the on-line pre-concentration and spectrophotometric signal detection is evaluated.
