320 - 微波消解技术在贵金属分析中应用 -王元元

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1、微波消解技术在贵金属分析中应用09应化3Z09331320王元元摘要：由于贵金属的溶解困难，在分析中样品制备很重要，因为制备过程中的问题，使贵金属的检测准确度和灵活性差，并因基体效应增加了基体匹配的难度。微波而消解技术的，提出了消解所用酸的种类和用量。本文简介了波消解技术的基本原理和特点，并对近年来微波消解技术在金属方面的应用以及其前景做了综述．关键词:微波消解原理方法应用前景1引言微波消解技术，具有样品分解快速、完全，挥发性元素损失小，试剂消耗少，壑白低等显著特点，深受分析工作者的欢迎，被誉为“绿色化学反应技术"[副。1975年，Abu—Sannra县等人发表

2、了利用微波炉分解试样的论文。1985年，美国CEM公司推出微波试样分解设备，把微波技术与聚四氟乙烯压力罐消解法结合起来。此后，微波消解技术的应用有了很大的发展，已广泛用于各种样品的分解预处理。难处理贵金属Rh,Ir及其冶金物料、矿石等的化学处理,是贵金属分析中费时和困难的环节。尽管国内外分析化学家进行了长期、全面的研究[1-2],但在试样的溶解速度、溶解度等方面,仍存在较多的问题。显然,解决这一技术难题,对缩短分析总流程和准确、全面考察试样中贵金属元素含量,具有较重要的科学意义和经济价值。微波消解技术在痕量[3-4]及微易处理贵金属物料、矿石中应用已有报道,但在

3、难处理贵金属冶金物料、矿石,尤其是Rh,Ir粉中的应用,至今未见到文献报道。2微波消解的原理和特点微波是一种电磁波，频率在300MHz--300GHz。为了防止民用微波功率对无线电通讯、广播、电视和雷达等造成干扰，国际上规定工业、科学研究、医学及家用等民用微波的频率为2450士50MHz。微波消解仪器所使用的频率基本上都是2450MHz。微波消解技术应用在化学工作中，始于20世纪80年代，其原理是通过分子极化和离子导电两个效应对物质直接加热[5]，促使固体样品表层快速破裂，产生新的表面与溶剂作用，在数分钟内完全分解样品B’7]。微波可以直接穿人试样的内部，在试样

4、的不同深度，微波所到之处同时产生热效应，这不仅使加热更迅速，而且更均匀，大大缩短了加热时间，它比常规加热法一般要快lo一100倍。微波消解样品的能力强，特别是对一些难溶样品，传统的消解方法需要数小时甚至数天，而微波消解一般只需要几分钟至十几分钟。在密闭容器中，温度可达350。C，压力可达20MPa，因此，可确保难分解样品的完全消解。采用密闭的消解罐，避免了样品在消解过程中形成的挥发性组分的损失，保证了测量结果的准3消解方法3.1化学溶解法化学溶解法金溶于王水，银溶于硝酸、浓硫酸溶液中，铂的主要溶剂是王水，钯能溶于硝酸及王水中。铑铱不溶于任何酸碱或王水中，极细的钌

5、或锇上能溶于次氯酸钠溶液中。化学溶解法只能溶解易溶贵金属。3.2热压分解法按所使用的容器不同，可分为玻璃法(管封氯溶法)、特氟隆衬里钢套法、高压强罐溶法等，将物料装入容器中，加入王水或盐酸与氧化剂的混合溶液，在300℃4以下可溶解难溶贵金属合金。缺点是处理量小，因易爆裂，安全性没有保障而无法推广使用。3.3融浸出法铑能溶于熔融的硫酸氢钠中，铱能溶于熔融的氢氧化钠一过氧化钠或硝酸钾一氢氧化钾中，然后溶解浸出。钌也可采用熔融浸出的办法，缺点是速度慢，引入杂质比较严重。3.4碎化法加一种易溶于酸的金属将金属碎化成粉末。3.5粉状物直接测定采用直流电弧等方法直接激发光谱

6、测定。3.6中温氯化法将物料与4～5倍的氯化钠混合置于石英管内的石英舟中。氯气经洗涤干燥后送人加热的石英中，在600~700℃下氯化8～12h，主要用于含铑铱物料的溶解。缺点是时间长，环境差，产物收集繁琐。3.7电化溶解法此法只能用于金属及合金的溶解。3.8合金贵金属与金属铝和铁高温熔炼，贵金属与铝铁合金化，然后用酸溶解。此方法掺杂，损耗大[3]。3.9微波消解法微波消解法实际是热压分解法的一种，因其开辟了新的溶解领域，微波的使用，赋予此方法极大生命力。微波是频率在300MHz~300GHz的电磁波，微波加热不同于常规加热方式，后者用外部热源过热辐射由表及里的传

7、导加热，微波加热是材料在电磁场中由介质损耗引起的体加热。加热能力部取决于样品和介质的耗能因子，耗能因子是由样品和介质的离子传导和偶极子转动决定，并非所有物质都可用微波加热。微波加热可使反应在密闭中进行，反应产生的气体形成高压，加速了反应速度。4分析应用在贵金属分析溶解方法中，微波消解是最快最准确的方法，特别是含贵金属物质的杂质含量测定，克服了其他方法的掺杂问题，分析的数据易于重复，具有原样品的代表性，制样的方便性。微波消解和电感耦合等离子体(ICP)的联合使用使直流电弧发射光谱法不再占优势主导地位。微波消解具有以下优点：微波对样品的激活使样品溶解更容易；溶样快速

8、，一般仅需几min到十几