СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАТАЛИЗАТОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ХЕМОМЕТРИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА PLS

T. Iu. Zheleznova, I. V. Vlasova, A. V. Shilova

Аннотация


Введение.  Многие переходные металлы, входящие в состав катализаторов, способны образовывать окрашенные комплексы, и спектрофотометрия могла бы стать удобным и недорогим методом оценки их содержания. Но из-за сильного перекрывания спектров  такие методики практически не применяют в анализе катализаторов. Расширить возможности спектрофотометрии можно за счет перехода к многоволновому варианту анализа в сочетании с хемометрической обработкой спектров. Цель работы − показать  возможность применения спектрофотометрии в сочетании с методом проекции на латентные структуры (PLS) для определения металлов  в нанесенных катализаторах по реакциям комплексообразования с неселективным реагентом 4-(2 пиридилазо)резорцином (ПАР). Объекты анализа −  Pd-Ga катализаторы на основе оксида алюминия и  сибунита, а также модельная сухая смесь состава PdO−Re2O7/ZrO2−Al2O3−Na2SO4. Эксперимент. Катализаторы и сухие модельные смеси, содержащие один или несколько металлов, разлагали в кислотах; полученные растворы анализировали методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП), а также спектрофотометрическим методом до и после прибавления к ним реагента ПАР.  Результаты. Показана возможность раздельного спектрофотометрического определения 1-4 металлов, как по собственному поглощению, так и с использованием ПАР. В случае определения нескольких металлов обработку спектральной информации вели методом PLS. PLS-градуировка построена по спектрам поглощения растворов реальных проб катализаторов с использованием данных о содержании компонентов, полученных методом АЭС-ИСП. Такой подход позволил учесть влияние матрицы и определять в катализаторах металлы с погрешностями 1-5 % отн. и относительным стандартным отклонением от 0.01 до 0.06,  что сопоставимо по точности с методом АЭС-ИСП.

Ключевые слова: спектрофотометрический анализ, метод проекции на  латентные структуры, катализаторы.

DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2015.19.4.004


Полный текст:

PDF (Russian)

Литература


Umland F., Iansen A., Tirig D., eds. Kompleksnye soedineniia v analiticheskoi khimii. Teoriia i praktika primeneniia [Complex compounds in analytical chemistry. Theory and Practice]. Moscow, Mir Publ., 1975. 531 p. (in Russian).

Inczedy J. Analytical applications of complex equilibria. Budapest, Academiai Kiado, 1976. 376 p. (Russ. ed.: Intsedi Ia. Primenenie kompleksov v analiticheskoi khimii. Moscow, Mir Publ., 1979. 376 p.).

Babko A.K., Piatnitskii I.V. Kolichestvennyi analiz [Quantitative analysis]. Moscow, «Vysshaia shkola» Publ., 1962. 510 p. (in Russian).

Anderson D. Struktura metallicheskikh katalizatorov [Structure of metal catalysts]. Moscow, Mir Publ., 1978. 241 p. (in Russian).

Marchenko Z. Fotometricheskoe opredelenie elementov [Photometric determination of elements]. Moscow, Mir Publ., 1971. 501 p. (in Russian).

Peshkova V.M., Gromova M.I. Metody absorbtsionnoi spektroskopii v analiticheskoi khimii [Absorption spectroscopy methods in analytical chemistry]. Moscow, «Vysshaia shkola» Publ., 1976. 280 p. (in Russian).

Bulatov M.I., Kalinkin I.P. Prakticheskoe rukovodstvo po fotometricheskim metodam analiza [Practical guide to photometric methods of analysis]. Leningrad, Khimiia Publ., 1986. 432 p. (in Russian).

Galkin A.A., Turakulova A.O., Kuznetsova N.N., Lunin V.V. [Physicochemical and catalytic properties of nanocrystalline heterogeneous catalysts Pd (Rh) / ZrO2 (TiO2), prepared in sub- and supercritical water]. Vestnik Moskovskogo Universiteta [Moscow University Bulletin], 2001, vol. 42, no. 5, pp. 305-308 (in Russian).

Shitova N.B., Petrunia L.A., Smolikov M.D., Tsyrul'nikov P.G. [Rapid chemical method of determining dispersion of palladium in catalysts]. Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov [Factory laboratory. Diagnostics of materials], 2006, vol. 72, no. 8, pp. 33-36 (in Russian).

Zhangjie Huang, Qunyan Wei, Xiangjun Yang, Qiufen Hu, Jing Chen, Guangyu Yang. [Spectrophotometric Determination of Palladium by the Colouration with 2-(2-Quinolylazo)-5-diethylaminobenzoic Acid]. Bull. Korean Chem. Soc., 2005, vol. 26, no. 10, pp. 1623-1626. doi: 10.5012/bkcs.2005.26.10.1623

Swetha M., Raveendra Reddy P., Krishna Reddy V. [Direct, derivative spectrophotometric determination of micro amounts of Palladium (II) by 5-bromo salicylaldehyde isonocotinoyl hydrazone (5-BrSAINH)]. Adv. Appl. Sci. Res., 2013, vol. 4, no. 2, pp. 298-304.

Seregin A.N., Kirichenko A.S. [Recycling automobile catalysts]. Vtorichnye metally [Secondary metals], 2013, no. 1, pp. 44-49 (in Russian).

Chudinov E.G. Atomno-emissionnyi analiz s induktsionnoi plazmoi. Itogi nauki i tekhniki. Ser. Analiticheskaia khimiia [Atomic emission analysis with induction plasma. Results of science and technology. Ser. Analytical Chemistry]. Moscow, VINITI Publ., 1990, vol. 2. 253 p. (in Russian).

Manshilin V.I., Vinokurova E.K., Kapeliushnyi S.A. [Determination of Pt, Pd, Re in samples of dead-catalyst by atomic emission spectrophotometry with inductively coupled plasma]. Metody i ob"ekty khimicheskogo analiza [Methods and objects of chemical analysis], 2009, vol. 4, no. 1, pp. 97-100 (in Russian).

Drugov Iu.S., Rodin A.A. Probopodgotovka v ekologicheskom analize. Prakticheskoe rukovodstvo [Sample preparation in environmental analysis. Practical guide]. Sankt-Peterburg, 2002. 755 p. (in Russian).

Bestal' S.G., Iurchenko O.I., Kvashina O.L., Bryleva E.Iu., Shevtsov N.I., Chernozhuk T.V. [Determination of platinum metals in spent automotive catalysts: methods of samples preparation]. Metody i ob"ekty khimicheskogo analiza [Methods and objects of chemical analysis], 2012, vol. 7, no. 4, pp. 160-163 (in Russian).

Maliutina T.M., Alekseeva T.Iu., D'iachkova A.V., Kudriavtseva G.S., Berliner L.D., Karpov Iu.A. [Determination of platinum and palladiumn in spent catalysts by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma after high-temperature fusion opening of the sample]. Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov [Factory laboratory. Diagnostics of materials], 2009, vol. 75, no. 1, pp. 4-7 (in Russian).

Bautista R.D., Aberhturi F.J., Jimknez A.I., Jimhez F. [Simultaneous spectrophotometric determination of drugs in pharmaceutical preparations using multiple linear regression and partial least-squares regression, calibration and prediction methods]. Talanta, 1996, vol. 43, no. 12, pp. 2107-2115. doi:10.1016/S0039-9140(96)01997-2

Garcia Rodriguez A.M., Garcia de Torres A., Cano Pavon J.M., Bosch Ojeda C. [Simultaneous determination of iron, cobalt, nickel and copper by UV-visible spectrophotometry with multivariate calibration]. Talanta, 1998, vol. 47, pp. 463-470. doi: 10.1016/S0039-9140(98)00157-X

Niazi A., Yazdanipour A. [Simultaneous spectrophotometric determination of cobalt, copper and nickel using 1-(2-thiazolylazo)-2-naphthol by chemometrics methods]. Chinese Chemical Letters, 2008, vol. 19, pp. 860-864. doi:10.1016/j.cclet.2008.04.047

Blanco M., Coello J., Gonzalez F., Iturriaga H., Maspoch S., Puigdomenech A.R. [Application of partial least-squares regression to the resolution of highly correlated spectra. Simultaneous spectrofluorimetric determination of Al3+, Ga3+ and In3+]. Talanta, 1996, vol. 43, no. 9, pp. 1489-1496. doi:10.1016/j.cclet.2008.04.047

Vlasova I.V., Shelpakova A.S., Vershinin V.I. [Spectrophotometric analysis of unseparated mixtures using PLS method: оptimization of learning sample]. Zavodskaia Laboratoriia [Factory Laboratory], 2011, vol. 77, no. 4, pp. 19-22 (in Russian).

Vlasova I.V., Buriukina P.A. [Spectrophotometric analysis of mixtures containing macro-and microcomponents using PLS method]. Vestnik Omskogo Universiteta [Herald of Omsk University], 2012, no. 2, pp. 127-131 (in Russian).

Buriukina P.A., Vlasova I.V., Spiridonova K.A. [Application of chemometric algorithms in spectrophotometric analysis of analytes mixtures with similar absorption spectra]. Analitika i kontrol' [Analytics and Control], 2013, vol. 17, no. 3, pp. 333-338 (in Russian).

Ivanov V.M. Geterotsiklicheskie azotsoderzhashchie azosoedineniia [Heterocyclic nitrogen-containing compounds]. Moscow, Nauka Publ., 1982. 230 p. (in Russian).

Bok R. Metody razlozheniia v analiticheskoi khimii [Decomposition methods in analytical chemistry]. Moscow, Khimiia Publ., 1984. 182 p. (in Russian).

Khosdkul'dson A. [PLC − regression and covariance]. Available at: http://www.chemometrics.ru/materials/articles/ (in Russian).

Pomerantsev A.L. [Calibration]. Available at: http://www.chemometrics.ru/materials/textbooks/calibration/ (in Russian).

Vershinin V.I, Kopteva E.V., Troitskii V.V. [Determination of structural-group composition of gasoline using their light absorption in the near-infrared region]. Zavodskaia Laboratoriia [Factory Laboratory], 2005, vol. 71, no. 11, pp. 10-15 (in Russian).


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.