贵金属分析

贵金属仪器分析方法和发展趋势

摘要

该文是关于贵金属仪器分析的方法以及它的发展态势的文献综述系列,,为了使相关贵金属研究人员和工作者对贵金属研究方法和发展前景有个很好的了解,也是为读者提供方便,对论文的框架内容进行了分类. 简述了分光光度、电化学分析、原子吸收光谱、电感藕合等离子体质谱、发射光谱、X射线荧光光谱等现代分析仪器法在贵金属分析中的应用，并对各种仪器分析法的分析性能进行了比较；简单介绍了新研发的SK一800无色散原子荧光测金仪的主要概况。

关键词贵金属仪器分析光学方法新方法

前言

随着现代科技的发展和人们对贵金属元素各种性质认识的不断加深，贵金属金属已在工业催化、军工、能源和生物医学等领域被广泛使用，使贵金属作为”现代工业维他命”的作用与日剧增。然而，贵金属元素在地壳中的丰度值很低，质量分数一般在lO ～lO 之间。这种资源短缺与需求的矛盾使贵金属找矿再次成为地质工作的重点，特别是在新一轮地质大调查中贵金属元素已成为重点普查对象。这样对分析工作者而言，提供快速、准确、检测能力强的分析方法成为当务之急。现代仪器分析法在这方面具有其独特的优势，特别是高性能的AAS、ICP—AES和ICP—MS在该领域的相继使用，使贵金属分析出现了崭新的局面。

我国已探明的贵金属资源少，且供需矛盾异常突出。湖南省是有色金属和稀贵金属之乡，许多厂矿企业每年都要排放大量的冶炼矿渣和尾矿砂以及废催化剂等，其中有些含有金、银、铂、钯等贵金属元素。因此，从中回收贵金属元素，无论对于我国资源的充分利用，还是对于高新材料技术的发展和在新催化剂的研制上均具有重大的经济效益和社会效益.

正如V aloo 等为纪念贵金属分析化学的国际权威Beamish 教授所著的《贵金属的测定-选择的仪器方法》一书中所写到的“贵金属的测定仍然是对无机化学家的挑战，不管痕量元素的仪器分析有多好多快的进展，但对贵金属的测定仍很少有实际上的突破”。

我们会逐步介绍光度法、电化学分析、原子吸收光谱、电感耦合等离子质谱、发射光谱、X射线光谱、其他分析技术、SK一800型无色散原子荧光测金仪、以及各种仪器分析方法的比较和前景展望

1．各种仪器分析方法

1．1 光度法(photometry)

在贵金属分析的应用研究中，光度法仍是最为活跃的研究领域，特别是在我国表现得更为突出。以罗丹宁杂多酸和罗丹宁偶氮类试剂、杂环偶氮类试剂及卜啉试剂三大显色体系为代表，大量应用研究涌现出来。当然，近年来也有一些新的研究技术和工具被引入这一研究领域。同时各种预富集分光光度法及高分辨的导数吸光光谱法对贵金属进行测定也有相关的报道。化学计量学在该领域的应用成功地实现了多组份同时测定。动力学光度法因其高灵敏度而在超痕量分析中一直受到分析工作者的青睐，特别是流动注射技术的引入在很大程度上克服了动力学光度法的缺点，使该领域的研究焕发了新的活力，主要有催化动力学、阻抑动力学等。

光度法又可以分为吸光光度法，动力学催化光度法，固相光度法和其他光度法。除以上光度法外，测定贵金属的光度法还有全差示光度法，萃取光度法，液珠比色法，8修正光度法，FIA光度法及多波长光度法等．其中液珠比色法可以看成是萃取光度法的一个新进展，它主要是利用含有萃取剂和显色剂的液珠在一定条件下对待测元素进行显色，并根据其颜色进行目视比色测定．该方法简单、快速且具有高的灵敏度，适合于野外现场分析，目前这一方法主要用于经泡塑预富集后矿石中金的测定．浮选和离心光度法因比水相光度法的操作复杂，

近年来的报道已经很少．而流动注射分析法作为仪器分析中一种重要的分析手段，已全面扩展到贵金属的分析研究领域中，将着重于过程分析的这一技术同其他富集和检测手段相结合，从而在测定的选择性、灵敏度、准确度以及自动化方面会产生积极的效果，展示了良好的应用前景．

1．2 电化学分析(ECA)

早在2O世纪七八十年代，电化学分析法就在贵金属测定中发挥着重要的作用，特别是我国已故著名学者高小霞院士在这方面做了大量卓有成效的研究工作，形成了具有中国特色的分析方法。近年来电化学分析法在贵金属领域的研究明显减少。但溶出伏安法、化学修饰电极及其他领域有一些新成果出现。在溶出伏安法及化学修饰电极方面，悬汞电极阴极溶出伏安法、碳纤维超微电极、阳极溶出法、脱乙酰壳多糖化学修饰电极阳极溶出、水杨醛肟修饰碳糊电极吸附溶出伏安法以及硫冠醚碳糊电极等不同的化学修饰。电极及测试方法在贵金属的测定中被运用。另外催化极谱法、线性扫描伏安法、差示脉冲极谱法测定、微分循环示波计及离子选择电极等电化学分析技术配合一定的富集技术也能有效地测定超痕量贵金属元素。

1．3 原子吸收光谱法(AAS)

现今，无论火焰原子吸收法还是无火焰原子吸收法都在金银分析领域占据了主导地位，在其他贵金属元素测试方面也有应用。近年来发展的主要动态是强有力的富集技术的发展，特别是特效树脂多元素同时富集技术以及FIA—AAS联用技术在贵金属分析中的应用。FIA—FAAS联用技术在近几年得到了很大的发展，其快速、方便的分析测试性能在近年来被广泛使用，Xu用FIA以xAI)一8为柱填充材料富集金，乙醇洗脱FAAS测定；KovalevlI一用在线固相萃取与FAAS联用测定了合金及矿石中的Pd、Pt和Rh，富集lrain，I)．L一3×l0 ～8×10 ；Mao一用DDFC一铜作共沉淀剂在线共沉淀富集FAAS法测定了痕量银，D．L一0．6g／I。FIA—E'I、AAS联用也是近年来发展的一项新技术，金泽祥用流动注射在线萃取ETAAS法测定了地质样品中的痕量钯，I)．L一0．005~g／g；郑永章设计了一种取样环，实现了FIA与ETAAS联机测定了氧化铅中的痕量金，I)．I一0．00l9ng／mI。其他分离富集技术与F(EF)AAS法配合使用在贵金属分析领域亦得到了广泛的应用。原子吸收在多元素分析方面也有突破，JG Sen一用日立Z一9000型仪器对Pt、Pd、Rh、lr、Ru 和Au进行了多元素同时测定，一次可以测定4个元素，大大提高了分析效率，是一个值得关注的研究方向。

1．4 电感耦合等离子质谱法(IcP～MS)

ICP—MS技术是20世纪80年代发展成熟起来的一种痕量、超痕量多元素同时分析技术。它分析速度快、灵敏度高，为贵金属地球化学研究提供了强大的技术支撑。ICP MS测定贵金属元素在国外从20世纪80年代后期就开始有报道。在我国直到20世纪90年代中后期才开始研究。可以说在近十年的飞速发展中，该技术与不同的样品前处理及富集技术相结合成为现今痕量、超痕量贵金属分析领域最强有力的工具。Riit—taI6一用硫镍试金富集，HC1溶解试金扣、再用碲共沉淀ICP—MS测定了岩石样品中的Au、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru，样品检出限分别为0．32、0．12、1．17、2．42、0．28、0．45、2．6lng／g；S 改进了的硫镍试金、碲共沉淀IcP—MS测定了贵金属元素，主要是将原料中的硫化镍进行了纯化，有效的降低了贵金属分析空白。同时在测定锇时，样品处理时即加入一定量的锇同位素并在HC1一H。O。溶解共沉淀物时用了一个小吸收管，从而大大提高了ICP—MS对锇测定的准确性；在其他样品分解技术及分离富集技术方面：AmosseI8将样品于锆坩埚中，KoH、NaK—Co 、Na：O。熔融，熔块用HC1溶解，再用SnC1、Se或Te作载体，KI为催化剂，共沉淀富集PGEs和Au，ICP—MS测定；靳新娣用Na。Oz熔融，Te共沉淀ICP—MS 测定地质样品中的Pt、Ph、Ru、Rh、Ir和Au，检出限分别为0．0092、0．007l、0．0012、