消解鈦基脫硝催化劑的方法及消解溶液的檢測方法技術

本發明專利技術涉及常量或微量元素檢測技術領域，具體涉及一種消解鈦基脫硝催化劑的方法及消解溶液的檢測方法。消解鈦基脫硝催化劑的方法，包括以下步驟：在鈦基脫硝催化劑中加入氫氟酸、硝酸和水，加熱至溶液沸騰；再加入硫酸、磷酸和水的混合溶液，繼續加熱使溶液沸騰并使樣品消解至完全消失、溶液澄清；再繼續加熱直至冒白煙，加熱結束，溶液冷卻至室溫即可。再采用現有常規檢測方法或ICP?OES對消解溶液進行檢測。本發明專利技術消解方法解決了鈦基脫硝催化劑中共存體系復雜的二氧化鈦、三氧化鎢等難溶氧化物的快速完全消解；通過硫酸根和磷酸根的絡合穩定作用分別避免了高鈦基體水解和高濃度鎢以鎢酸沉淀析出等影響檢測結果準確度的副反應。

The detection method of digestion of titanium based denitration catalyst and digestion solution

The present invention relates to the technical field of constant and trace elements detection detection method, in particular relates to a method for dissolving titanium based denitration catalyst and digestion solution. Digestion method of titanium based denitration catalyst, which comprises the following steps: adding hydrofluoric acid, nitric acid and water in titanium based denitration catalyst, heating to boiling solution; the mixed solution of adding sulfuric acid, phosphoric acid and water, heated to boiling and continue to make the sample digestion to completely disappear, the solution to clarify the solution; then continue heating until white smoke the end of the heating and cooling to room temperature, the solution can be. The conventional detection method to detect OES or ICP digestion solution. The invention solves the problem of rapid digestion method for complete digestion of coexisting system complex of titanium dioxide, tungsten trioxide and other insoluble oxides of titanium based denitration catalyst; high titanium hydrolysis and high concentration of tungsten tungstate precipitation affect the test results and the accuracy of side reactions were avoided by complexation stable effects of sulfate and phosphate.

【技術實現步驟摘要】
消解鈦基脫硝催化劑的方法及消解溶液的檢測方法
本專利技術涉及常量或微量元素檢測
，具體涉及一種消解鈦基脫硝催化劑的方法及消解溶液的檢測方法。具體來講，涉及一種用于測定鈦基脫硝催化劑中質量分數在0.01～5.0％的鎢釩鉬以及質量分數在0.001～1.0％的鐵銅鎳鉻鈣鎂錳鋁鋅等催化劑有效構成元素和雜質元素的含量的樣品制備方法和檢測方法。
技術介紹
脫除煙氣中氮氧化物以降低工業生產對環境的破壞是世界各國的共識，目前在環保領域脫硝系統SCR(selectivecatalyticreduction)中常使用催化劑促使還原劑選擇性地與煙氣中氮氧化物在一定溫度下發生化學反應，從而達到脫除工業煙氣中氮氧化物的環保目標。目前最常用鈦基脫硝催化劑的主要成分為V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，其中TiO2作為基材載體，V2O5作為主要活性成份，WO3和MoO3作為抗氧化、抗毒化輔助成份。由于催化劑是SCR技術的核心部分，決定了SCR系統的脫硝效率和經濟性，已占到煙氣脫硝工程建設以及系統運行成本的50％以上，近年來發達國家競相開發高效率、低成本的煙氣脫硝催化劑。催化劑最初是Pt-Rh和Pt等金屬類催化劑，以氧化鋁等整體式陶瓷做載體，具有活性較高和反應溫度較低的特點，但是昂貴的價格限制了其應用。而后開發了鈦基催化劑，其主要成分由V2O5(WO3)、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MgO、MoO3、NiO等金屬氧化物或起聯合作用的混和物構成，以TiO2作為基材載體，在SCR系統中促使液氨或尿素等還原劑有選擇性地與煙氣中氮氧化物發生還原反應，目前已成為SCR脫硝工程應用的主流催化劑產品。目前暫未見到與本專利技術技術相近的用于測定鈦基脫硝催化劑中化學元素含量的樣品消解制備方法和檢測方法。
技術實現思路
本專利技術方法用于測定鈦基脫硝催化劑中W、V、Fe、Cu、Ni、Cr、Mo、Ca、Mg、Mn、Al、As、Zn、Zr等催化劑有效構成元素和雜質元素，確保催化劑的有效性、活性，以及避免雜質元素導致催化劑中毒。本專利技術方法不僅可為鈦基脫硝催化劑的研發、生產提供質量檢驗和品質保障，并且也是回收利用廢舊鈦基脫硝催化劑中鎢鉬等高價值貴金屬所必需的基礎技術條件。本專利技術方法研究建立了以特定比例和用量的氫氟酸、硝酸、硫酸、磷酸構成的消解、絡合、驅酸復合試劑，將鈦基脫硝催化劑制備成為樣品檢測溶液。再采用常規方法或ICP-OES測定鈦基脫硝催化劑中質量分數在0.01～5.0％的鎢釩鉬以及質量分數在0.001～1.0％的鐵銅鎳鉻鈣鎂錳鋁砷鋅鋯等催化劑有效構成元素和雜質元素的含量。本專利技術方法的性能指標達到定量檢測下限0.0005％，精度＜3％，回收率90～110％，具有操作簡單快捷、分析時間短、試劑空白本底低、干擾影響因素少、檢測下限低、精密度好、準確度高等優點。本專利技術所要解決的第一個技術問題是提供一種消解鈦基脫硝催化劑的方法。該方法包括以下步驟：在鈦基脫硝催化劑中加入氫氟酸、硝酸和水，加熱至溶液沸騰；再加入硫酸、磷酸和水的混合溶液，繼續加熱使溶液沸騰并使樣品消解至完全消失、溶液澄清；再繼續加熱直至冒白煙，加熱結束，溶液冷卻至室溫即可。優選的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入2～4mL氫氟酸。優選每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入2mL氫氟酸。所述氫氟酸的質量濃度為40％～47％。優選的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入3～6mL硝酸。優選每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入3mL硝酸。硝酸的質量濃度為65％～68％。優選的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入5～10mL水。優選每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入5mL水。優選的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入6～12mL硫酸、磷酸和水的混合溶液。進一步的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入6mL硫酸、磷酸與水的混合溶液。進一步的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，所述硫酸的質量濃度為95％～98％，所述磷酸的質量濃度≥85％。優選的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，所述硫酸、磷酸與水的混合溶液按以下關系配制而成：按體積比計，硫酸︰磷酸＝2～3︰1，水為硫酸和磷酸總量的1.5～3倍，進一步的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，按體積比計，硫酸︰磷酸︰水＝2︰1︰5。優選的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，所述硫酸、磷酸與水的混合溶液按以下方式配制而成：先將磷酸加入水中混合均勻，再加入硫酸混合均勻即可。優選的，上述消解鈦基脫硝催化劑的方法中，所述冒白煙保持2～4min。通過上述消解鈦基脫硝催化劑的方法制備得到的消解溶液，為了檢測其中的W、V、Fe、Cu、Ni、Cr、Mo、Ca、Mg、Mn、Al、As、Zn、Zr等含量，可通過多種方法對上述元素含量進行測定，如分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法等方法來測定該消解溶液中一種或多種組分。根據選擇的檢測方法，來決定是否需要用水對消解溶液進一步稀釋、稀釋多少，是一次性檢測所有待測元素還是分批次檢測。本專利技術所要解決的第二個技術問題是提供上述消解鈦基脫硝催化劑的方法制備得到的消解溶液。本專利技術所要解決的第三個技術問題是提供上述消解溶液的檢測方法。該檢測方法包括以下步驟：A、配制標準曲線：稱取一定量的二氧化鈦，采用權利要求1～8任一項的消解方法對二氧化鈦進行消解，消解結束后加入金屬離子，配制不同濃度金屬離子的溶液，然后采用電感耦合等離子體原子發射光譜法對上述溶液進行檢測，繪制曲線，得到金屬離子的濃度-強度標準曲線；所述的金屬離子種類為待測鈦基脫硝催化劑所含的金屬離子種類；B、采用電感耦合等離子體原子發射光譜法對上述消解溶液進行檢測，得到各金屬離子強度，然后通過步驟A得到的相應金屬離子的濃度-強度標準曲線計算得出濃度，最后得出含量。優選的，上述消解溶液的檢測方法步驟A中，所述二氧化鈦的稱取量為：以二氧化鈦消解得到的溶液中的鈦離子的濃度與上述待測溶液中鈦離子的濃度相近來稱取，所述濃度相近相差在20～30％以內。優選的，上述消解溶液的檢測方法步驟A中，所述鈦基脫硝催化劑所含的各金屬離子包含W、V、Mo、Fe、Cu、Ni、Cr、Ca、Mg、Mn、Al、As、Zn或Zr離子。優選的，上述消解溶液的檢測方法步驟A中，所述各金屬元素的加入量為：當為W、V或Mo時，加入量以配制成溶液濃度在0.01～5.0％；當為Fe、Cu、Ni、Cr、Ca、Mg、Mn、Al、As、Zn或Zr時，加入量以配制成溶液濃度在0.001～1.0％。優選的，上述消解溶液的檢測方法步驟A或B中，所述電感耦合等離子體原子發射光譜法的條件為：RF功率1200W，輔助氣流速1.5L/min，蠕動泵泵速65r/min，觀察高度11.7mm，霧化器壓力0.26MPa，測定積分時間10～15s。優選的，上述消解溶液的檢測方法步驟A或B中，所述電感耦合等離子體原子發射光譜法的條件為：元素分析譜線：W224.875nm、V309.311nm、Mo204.598nm、Fe259.940nm、Cu324.754nm、Ni本文檔來自技高網...

【技術保護點】
消解鈦基脫硝催化劑的方法，其特征在于：包括以下步驟：在鈦基脫硝催化劑中加入氫氟酸、硝酸和水，加熱至溶液沸騰；再加入硫酸、磷酸和水的混合溶液，繼續加熱使溶液沸騰并使樣品消解至完全消失、溶液澄清；再繼續加熱直至冒白煙，加熱結束，溶液冷卻至室溫即可。

【技術特征摘要】
1.消解鈦基脫硝催化劑的方法，其特征在于：包括以下步驟：在鈦基脫硝催化劑中加入氫氟酸、硝酸和水，加熱至溶液沸騰；再加入硫酸、磷酸和水的混合溶液，繼續加熱使溶液沸騰并使樣品消解至完全消失、溶液澄清；再繼續加熱直至冒白煙，加熱結束，溶液冷卻至室溫即可。2.根據權利要求1所述的消解鈦基脫硝催化劑的方法，其特征在于：每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入2～4mL氫氟酸；優選每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入2mL氫氟酸；進一步的，所述氫氟酸的質量濃度為40％～47％。3.根據權利要求1所述的消解鈦基脫硝催化劑的方法，其特征在于：每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入3～6mL硝酸；優選每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入3mL硝酸；進一步的，硝酸的質量濃度為65％～68％。4.根據權利要求1所述的消解鈦基脫硝催化劑的方法，其特征在于：每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入5～10mL水；優選每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入5mL水。5.根據權利要求1所述的消解鈦基脫硝催化劑的方法，其特征在于：每0.1～0.2g鈦基脫硝催化劑中加入6～12mL硫酸、磷酸與水的混合溶液；優選每0.1g鈦基脫硝催化劑中加入6mL硫酸、磷酸與水的混合溶液；進一步的，所述硫酸的質量濃度為95％～98％，所述磷酸的質量濃度≥85％。6.根據權利要求1所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：成勇，
申請(專利權)人：攀鋼集團研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51