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2013.Dec.23

X萤光-XRF 汽车触媒分析与鉴定


空气污染源之一就是由车辆所放的废气含有未完全燃烧的一氧化碳(CO)与碳氢化合物(HC)..等危害环境物质所造成的,这些物质未经处理直接排放,会造成空气品质的恶化,而触媒转换器就是汽车排气系统中的净化装置,位于排气管的前段或中段,净化器内部有Pt、Pd、Rh三种贵金属所合成,它的功能就是将车辆的引擎没有燃烧干净所排放的废气,经氧化还原作用,将废气转化成无害物质以符合环保标准,反应过程中Pt、Pd、Rh贵金属并不参与化学反应,只作为加速有害气体还原为无害物质的速度,在反应过程中铂族金属(Pt、Pd、Rh)并不损耗,其化学性质依然不变,所以触媒转换器在正常的状况下是可以永久使用的净化装置。
 
一般汽车触媒转化器内有含陶瓷或金属载体,作为铂族金属附着的固体结构,不同车厂所出产的触媒转换器铂族金属含量有所差异,有相关单位就是在研究转换器中的贵金属含量,影响专换效率的关联性,因此Olympus就有针对此应用而开发的分析设备Xpert 6000(Car Catalyst),此技术是利用X射线萤光(XRF)的原理得知相关金属的比例含量,与化学分析方式相比,XRF无须破坏及前处理,能够更快速更便利得知样品讯息。 一般铂族金属在触媒转化器(陶瓷)的浓度
 
Xper 6000(Car Catalyst)
Xper 6000(Car Catalyst)
 
Washcost Conc. In wt%
Pt 0 - 1.3
Pd 0 - 2.5
Rh 0 - 0.15
 
触媒转换器中的X射线萤光光谱
触媒转换器中的X射线萤光光谱
 
一般汽车触媒贵金浓度较低,若硬体效能解析度差,软体也无支援误差补正,很容易被其他主要元素背景杂讯干扰所影响,导致数据的误差。
 
一般触媒转换器中会有许多金属元素产生干扰,例如高氧化锆ZrO2载体含量(3~20%)会降低铑Rh及Pd讯号,会增加白金讯号Pt 讯号导致数值偏差,Olympus结合独特的硬体和软体,能精准的测出该目标元素,透过软体补正能够排除元素干扰所造成复杂的化学干扰,例如不同的涂层Zr, Sr, Ba,Ce或是由汽油产生的污染物Pb,或是大型卡车及巴士触的汽车触媒有高浓度W和Se的含量,这些都是会造成干扰导致测试偏差的原因。
触媒转换器
 
透过标准品建置,测试参数能媲美实验室等级的精度,下列为汽车触媒实验室测定与XRF测定对照:
Sample Pt % Lab XRF Analyzer
CC 1 0.1453 0.1437
CC 2 0.1866 0.1776
CC 3 0.4076 0.4090
CC 4 0.1563 0.1561
CC 5 0.1610 0.1660
 
Sample Rh % Lab XRF Analyzer
CC 6 0.0043 0.0049
CC 7 0.0109 0.0097
CC 8 0.0130 0.0112
CC 9 0.0005 0.0009
CC 10 0.0327 0.0327
 
Sample Pd % Lab XRF Analyzer
CC 11 0.0352 0.0396
CC 12 0.0695 0.0715
CC 13 0.0826 0.0805
CC 14 0.0063 0.0081
CC 15 0.0699 0.0714
 
透过标品的建置Xpert 6000检测铂族金属Pt、Pd、Rh提供了高水准的表现,除了贵金属元素分析,汽车触媒转换器中的其他金属元素Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu , Zn, Pb, Bi, Sr, Zr, W, Se,Ce也能一并分析,这对于贵金属回收的产业来说,有莫大的帮助,不用再依据经验来判定汽车触媒内的贵金属含量,因此对于一般从事回收业者,或针对贵金属材料研究大厂,是良好的分析利器。
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