铂族元素的极谱催化波研究及其在矿石分析中的应用

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民营 科技２ ０ １ ７ 年第９ 期
铂 族元素 的极谱催化波研究及其 在矿石分析 中的应用
王桃 源 沈 翔
（ １ ． 黑龙 江省有 色金属地质勘 查研 究总院， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ６ ； ２ ． 黑龙江省有 色金 属地质勘 查局７ ０ １ 队， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 铂族元素 间的物理和化 学性质 大致相 同， 但又具有各 自独特的特质 。铂 、 钯、 锇、 铱等元素为银 白色状态 ， 硬度 强 ， 稳 定性 高， 具有极 强的抗腐蚀性 ， 在 高温条件下 ， 抗 氧化性 能强、 具有 良好 的催化 活性 。铂族元素有许 多不 同的用途 ， 它只溶 于热的王水 中， 可
溶 于浓硝 酸 ， 室 温 下 能吸 收 其 体 积 ３ ５ ０ ～ ８ ５ ０ 倍 的氢气。
关键词 ： 铂族元素 ； 极 谱 催 化 波研 究 ； 矿 石 分析
铂族元素最早 由美国的—位科学家ｓ ｌ ｅ ｎ ｄ ｙ ｋ 首先提出的催化氢波 的概念 ， 并运用于实际的实验研究中， 通过铱元素可 以在氯化钠溶液 或者盐酸溶液 中被还原的特 眭， 相关研究学者在盐酸和碘化钾等混合 溶液中探测到还原波， 并利用这项原理和铱元素的特性测量化学矿石 中铱元素的含量。 １ 铂 族元 素在极 谱催 化研 究 中的实验 研究 研究铂族元素在极谱催化研究中的实验应用 ，需要借助极谱仪 器和 自动的振子方波极谱仪器 ， 所用的实验试剂除了邻苯二胺均是 国 产的 ，其他的化学试剂也要保证是 国产试剂或者纯度较高的化学试 剂 。铂族元素的标准溶液是指在５ ｍｌ 的王水中取０ ． １ ｇ 的铂族元素金属 丝， 在水中加热进行水浴， 等待金属丝￣ ￣ｔ －ｃ 中加热的过程 中， 王水中的
０ ． １ ５ 时， 铂族元素的极谱催化波达到电流峰值 ， 无论底液浓度何如变 化， 铂族元素的极谱催化波均不会 出现上升的现象 ， 波形也同样维持 不变， 处 于峰 值状态 。 ３ ． ２ 干扰实验的讨论。在含铂族元素的化学物质中， 铂族元素并不是
纯净的， 化学物质中还含有其他同族系的杂志 ， 例如钯 、 锇、 铱、 钌、 铑 等元素， 均干扰着实验研究的正常进行 ， 因此在进行铂族元素的极谱 催化波的研究中， 必须将这些 同族系的化学杂志除去， 保证实验研究 的精准度。 因此 ， 在化学矿物的处理过程中， 需要加人大量的银来与化 学物质中的其他杂质进行反应 ，以此来提升矿物质中铂族元素的含 量， 加入大量银的提纯铂族元素的化学处Ｎ； ｈ － ＇ Ｎ不仅可以在矿物质提 纯中使用 ， 在处理铂族元素的标准液中也同样适用 ， 由于这种方法操 节省化学实验ｉ 式 剂， 并且提纯的效果较好， 在铂族元素的极谱 铂族金属元素溶解 ， 在溶解液中￣ Ｌ ｌ ｙ ｋ ． ５ ０ ｍ ｇ 的氯化钠化学物质 ， 进行蒸 作简单 ， 发操作 ， 直至析出盐类物质 ， 在此基础上 ， 再加５ ｍ 脓 盐酸， 继续进行蒸 催化波研究中被广泛的使用 。 干操作 ， 重复 上述 过程 两次 ， 然 后再 加入 １ ２ ｍｌ 的浓 盐酸 ， 混合后 倒人 蒸 ４ 铂 族 元素在 矿石 分析 中的应 用 ． １ 化学技术 的应用。 目前， 在我国地质矿石挖掘方面 ， 对于铂族元 馏瓶中 ， 并用蒸馏水进行 冲洗 ， 最终可 以得到每毫升２ ｍ ｇ 的铂族元素 ４ 溶液。 至于底液的配置则需要ｎ ５ ｍ ｌ 的邻苯二胺盐酸盐溶液和４ 毫升的 氢 氧化 钠溶 液 ， 浓度 为 １ ％的盐溶 液进 行化学 配置 。 ２ 铂 族元 素 的极谱 催化 波研究 铂族元素和铂的金属化合物需要在汞溶液中进行还原 ，由于所 需溶液的特殊『 生 和操纵安全ｌ 生的考虑等方面的因素 ， 因此适用于测量 素的探索方面主要集中在离子交换、 火法试金 、 谱催化波等技术方面， 用于在矿石 中测量铂族元素的含量 。虽然我国的矿石资源较为丰富， 科研 人员在 科学 研究 中可 以找到 大量 的天然 矿石 或者相 关化 学物质 ， 但是 由于矿石中铂族元素的含量近乎微乎其微， 利用一般的化学提纯 技术很难将铂族元素进行提纯 ， 因此现在广发使用的化学技术为利用 最终利用化学方法溶解成含有金属元素 铂族元素的极谱催化波的化学实验底液较少。 虽然可以利用其他的化 光谱法测定岩石样品的分析 ， 学 实验 用 品进行 代替 ， 但是 实验结 果无 法达 到利用 汞溶 液进 行实 验 的 的化 学溶 液 ， 再进 行极 谱催化 波 的分析 研究 。 近年 来 ， 利 用这 种化学 技 我 国一些地质矿产局在提纯铂族元素工作方面取得较 实验效果。 如在盐酸溶液中进行铂族元素和铂的金属化合物的化学还 术与操作流程 ， 原 反应 ， 虽然 在盐 酸溶 液 中可以测 量到 铂族元 素 的极谱 催化 波研 究 中 为 突出 的工作成 果 。 ． ２ 结合 实 际环境 的矿物 质分 析 。 结 合矿 物质分 布 的实 际环 境 ， 我 们 的氢催化波 ， 但是盐酸溶液中的氢催化波仅仅能与铂族元素浓度达到 ４ 我 国的扩 物质 含量 应 该是 较 为丰 富 的 ， 但是 由于 近似 的定量 关 系 ， 而且 随着盐 酸溶 液 的浓度 变化 实验结 果无 法达 到理 发现 按 照地质 面 积 ， 想效果 ， 当在 中性盐溶液中， 降低的催化波会升高 ， 因此利用盐酸溶液 作为底液不能用来测量铂族元素的极谱催化波研究。 进而研究学者提 出利用邻苯二胺和醋酸的混合溶液进行铂族元素的极谱催化波研究 ， 实验结 果 相 比于之 前提 升 ｌ ０ ０ 倍作 用 ， 可 以推 广到 测 量矿 石 中铂 族元 受到地形地貌等因素的限制， 我国的矿产资源也在面临着较为严峻的 考验 。我国的科学技术起步较晚， 在最初的矿物质提纯等方面的技术 较 为落后 ， 因此在 实验 操 作与 实 际技术 生 产 的过程 中 ， 造成 了大量 的 矿物质的浪费 ， 造成资源利用不合理 、 资源严重浪费 、 环境不可恢复的 破坏等生态问题。 由此可见， 提升我国矿物质的提纯技术 ， 有效的进行 素的分析应用。 ３ 实验 结果与 干扰 试验 的讨论 金属元素的提纯， 在保护环境的基础上 ， 降低对资源 的浪费 ， 不仅促进 ３ ． １ 实验 结 果 的讨 论 。在 邻 苯二胺 和 醋酸 的混 合溶 液作 为底 液 的基 了我 国化 学技 术 的新 发展 ， 同 时促进 矿物质 行业 整体蓬 勃发展 的新 局 可以提取出更高纯度的金属元素供科研使 础上 ， 将溶液的酸碱 ｌ 生调至为酸 ｌ 生 溶液 ， 其 中Ｐ Ｈ 值低于６ ， 然后将混合 面。利用有限的 自然资源 ， 这 也标 志着 我 国科学技 术 的进步 。 液 中的物质进行随机分组 ， 重新组合成新的实验底液 ， 实验过程中保 用 ， 证底液的酸碱度不变， Ｐ Ｈ 值维持在一个酸 ｌ 生固定值上 ， 底液分别为邻 ５ 结论 铂族 元 素 的极 谱 催化 波研 究对 于铂 族元 素在 矿石 分 析 中的应 用 苯二胺 和醋酸的混合液、 邻苯二胺和盐酸的混合液 、 邻苯二胺 和氢氧 化钠的混合液、 醋酸和氢氧化钠的混合液、 醋酸和醋酸钠的混合液， 一 次对这些底液进行实验， 来检查是否在这些底液中可以检测到铂族元 素的极谱催化波 ， 通过实验研究证实 ， 只有在邻苯二胺存在的底液中， 才可以检测到铂族元素的极谱催化波的存在， 但是在醋酸和醋酸钠的 ｝ 昆 合液 中催化波的波形是最好的， 因此确定在铂族元素的极谱催化波 的实验研究中使用邻苯二胺 、醋酸和醋酸钠的混合液作为实验的底 起着至关重要的作用 ， 它不仅可以精准的测量铂族元素在矿石中的含 量， 还提高了铂族元素的提纯率 ， 减少对于天然矿物质的损害现象， 将 极谱催化波研究的成果推广到矿石分析的实际研究中， 是化学金属元 素研 究领 域 的历史性 突破 ， 代表 了中国化学 技术 的发展 水平 。 参考 文献 … １鲍琪儿， 姚修仁 ， 陈惠仙， 等铂 族元素的极谱催化波研究及其在矿