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【XRF】汽車觸媒分析與鑑定
2014/06/04 17:33:56瀏覽16|回應0|推薦0
關鍵字: 觸媒轉換器、貴金屬、汽車觸媒、XRF、Pt(鉑)、Rh(鐒)、Pd(鈀)
圖一、Xpert 6000(Car Catalyst)

        空氣污染源之一就是由車輛所放的廢氣含有未完全燃燒的一氧化碳(CO)與碳氫化合物(HC)..等危害環境物質所造成的,這些物質未經處理直接排放,會造成空氣品質的惡化,而觸媒轉換器就是汽車排氣系統中的淨化裝置,位於排氣管的前段或中段,淨化器內部有PtPdRh三種貴金屬所合成,它的功能就是將車輛的引擎沒有燃燒乾淨所排放的廢氣,經氧化還原作用,將廢氣轉化成無害物質以符合環保標準,反應過程中PtPdRh貴金屬並不參與化學反應,只作為加速有害氣體還原為無害物質的速度,在反應過程中鉑族金屬(PtPdRh)並不損耗,其化學性質依然不變,所以觸媒轉換器在正常的狀況下是可以永久使用的淨化裝置。
        一般汽車觸媒轉化器內有含陶瓷或金屬載體,作為鉑族金屬附著的固體結構,不同車廠所出產的觸媒轉換器鉑族金屬含量有所差異,有相關單位就是在研究轉換器中的貴金屬含量,影響專換效率的關聯性,因此Olympus就有針對此應用而開發的分析設備Xpert 6000(Car Catalyst),此技術是利用X射線螢光(XRF)的原理得知相關金屬的比例含量,與化學分析方式相比,XRF無須破壞及前處理,能夠更快速更便利得知樣品訊息。
圖二、鉑族金屬在觸媒轉化器(陶瓷)中的濃度




圖三、觸媒轉換器內的X射線螢光光譜
 







    

     
      汽車觸媒貴金屬濃度含量較低,若硬體效能解析度差,軟體也無支援誤差補正,很容易被其他主要元素背景雜訊干擾所影響,導致數據的誤差。
       一般來說,觸媒轉換器中會有許多金屬元素產生干擾,例如高氧化鋯ZrO2載體含量(3~20%)會降低銠Rh及Pd訊號,會增加白金訊號Pt 訊號導致數值偏差,Olympus結合獨特的硬體和軟體,能精準的測出該目標元素,透過軟體補正能夠排除元素干擾所造成複雜的化學干擾,例如不同的塗層 Zr, Sr, Ba,Ce或是由汽油產生的汙染物Pb,或是大型卡車及巴士觸的汽車觸媒有高濃度W和Se的含量,這些都是會造成干擾導致測試偏差的原因。
圖四、樣品與已知Pt含量的測定相關性曲線

















       透過標準品建置,測試參數能媲美實驗室等級的精度,下列為汽車觸媒實驗室測定與XRF測定對照:



        透過標品的建置Xpert 6000檢測鉑族金屬PtPdRh提供了高水準的表現,除了貴金屬元素分析,汽車觸媒轉換器中的其他金屬元素Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Pb, Bi, Sr, Zr, W, Se,Ce也能一併分析,這對於貴金屬回收的產業來說,有莫大的幫助,不用再依據經驗來判定汽車觸媒內的貴金屬含量,因此對於一般從事回收業者,或針對貴金屬材料研究大廠,是最佳的分析利器。

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引用
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