催化裂化催化剂的孔结构与反应性能关系的研究进展.doc

X射线荧光光谱法在催化剂分析领域的应用进展 杨一青，张海涛，王智峰，杨周侠，王亚红 （中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院兰州化工研究中心，甘肃 兰州730060 ） 摘要：对X射线荧光光谱法在催化剂分析领域的应用研究进行了归纳和分析，展望了X射线荧光光谱法在催化裂化催化剂新材料领域的应用前景，为我国开展催化裂化催化剂新材料的研究提供参考。 关键词：X射线荧光光谱法； 催化剂； 分析； 进展 中图分类号：TQ 426.95 文献标识码：B 文章编号： 工业催化剂在化学工业中占有举足轻重的地位，80%的化工生产过程使用催化剂。催化剂及催化过程的研究和表征对于提高催化剂的活性和选择性具有重要的意义。元素分析是催化剂中间产品和最终产品质量监控的重要内容，催化剂研制工作的初期需要筛选不同配方，因此方法必须准确、快速、简单。催化剂分析的研究对象主要是催化剂的主、次量组分，目前一般单元素分析法趋向标准化，多元素快速分析主要采用X射线荧光光谱法分析。 1 X射线荧光光谱法 现代化的X射线荧光光谱法分析技术已成为催化剂主、次和包括全部稀土元素在内的许多痕量元素日常分析的主要部分，催化剂分析的研究对象已扩展到痕量元素[1]。 X射线荧光分析法作为催化剂分析的一种方法，主、次量组分快速分析发挥了重要作用。催化剂稀土元素的分析测定，一直是分析研究的热点问题，随着仪器的进步、实验方法的改进，X 射线荧光分析法以其快速、简便、多元素分析等特点，与其它分析方法紧密结合，发挥着重要作用[1]。 由于X射线荧光光谱分析仪具有谱线简单，干扰少；背景低，灵敏度高；分析速度快，自动化程度高，操作简单，适应范围广；可以通过建立工作曲线，在短时间内对周期表中从氟到铀元素的常量、微量进行定性和定量分析。待测样品不受试样 形状和大小的限制，不破坏试样，就可对样品中的主要化学成分进行准确分析[2]。因此X射线荧光光谱法在催化剂分析领域的研究得到广泛应用，用于催化剂领域以及中间产品等各个环节物质材料的化学成分分析，同时在催化剂领域实现了生产工艺过程各个阶段中间产品的现场监测与控制，成为生产控制和科学研究必不可少的分析工具[3]。 2 制样方法 催化剂样品制备的精度会直接影响定量分析的结果，此外样品的前处理如浸取、萃取、离子交换、共沉淀、泡沫塑料吸附等又可以起到分离和富集的作用[4]。整个分析过程中样品制备技术是相当重要的。催化剂的分析样品有液体和固体2种形态：液体包括原料溶液、浸渍液和浸余液；固体包括各种成型粒片和非成型的粉末。 在国内外进行催化剂X射线荧光光谱法分析主要采用3种方法： 粉末压片法； 熔融法；液体和溶液法[5]。其中溶液法具有独特的优点，元素分布非常均匀，完全消除了颗粒度效应，操作简单、快速；但溶液法有溶液泄漏的危险。粉末压片法和熔融法是催化剂X射线荧光光谱法分析中常见的试样体系。催化剂的X射线荧光光谱法定量分析的准确度在很大程度上取决于标样的准确度和样品制备，矿物效应和颗粒度效应当前主要靠标样的选择和样品制备加以消除，因此制样是催化剂X射线荧光光谱法分析研究所关注的问题之一[6]。 在固定仪器条件下，造成荧光强度与元素含量间线性关系发生偏离的主要原因是基体效应，即试样主体成分的化学组成、物理化学状态的变化对分析谱线的影响。 催化剂的基体效应主要分为3类：颗粒效应和表面效应、矿物效应与化学状态的影响、元素间效应[7]。催化剂样品制备技术主要解决试样如何消除或减小基体的物理效应，最有效的方法是熔融法。它不仅可以完全消除基体的物理效应，而且可以有效地减小基体的吸收—增强效应；其负面作用在于分析操作繁杂、分析速度受限、分析灵敏度降低及成本增加。粉末压片法可以克服熔融法的负面作用，采用充分研磨的方法可以减少这种影响，但是不能完全消除；要达到消除物理效应的目的，必须将催化剂样品研磨到足够的细度。加入适当的粘结剂\润滑剂有助于提高催化剂样品的质量。最实用方法是将标样与试样用完全相同的方法处理，从而使基体的物理效应得以抵消而消除或减小。研磨也可部分消除这种矿物效应，采用熔融法可以有效消除这种效应[8]。通过合适的样品制备可以最大程度降低，甚至消除矿物效应、颗粒度效应以及测试样品表面光洁度等因素对X射线荧光光谱法定量分析质量的影响，所以样品制备一直被X射线荧光光谱法分析研究所重视[9]。 3 应用进展 吴秀珍等[10]采用X射线荧光光谱中的基本参数法测定催化剂中硫元素含量，测量结果与化学分析法一致，该方法的相对标准偏差小于7%，平均回收率为96%，检出限为0.01%。 高萍等[11]使用X射线荧光光谱仪，采用人工合成标样，粉末直接压片和经验系数校正基体效应的方法，建立了加氢催化剂中钼、钴含量的测定方法，测定范围Mo