隨著高硫原料加工量的提高以及催化裂化(FCC)裝置進(jìn)料中渣油和重質(zhì)油的比例不斷增加，使再生煙氣中的SOx含量猛增，導(dǎo)致裝置腐蝕和環(huán)境污染。因此，開發(fā)了新型高效降硫催化劑，來有效降低硫含量，其中鋅含量的分析是降硫催化劑的重要理化性能指標(biāo)。

目前在催化劑鋅元素的分析中，國內(nèi)外普遍采用的是化學(xué)分析法，如Q/SY LS1304-2008標(biāo)準(zhǔn)中所述的容量滴定法可用于高辛烷值型降烯烴裂化催化劑助劑及鋅改性擇型分子篩中鋅含量的分析，該方法是試樣經(jīng)處理，所得濾液中干擾離子經(jīng)氟化物分步掩蔽，pH=9～10，鉻黑T做指示劑，EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定測定其中鋅含量，其適用范圍為0.05%～1.5%。該方法操作繁瑣，樣品處理時間長，無法滿足科研生產(chǎn)需求。用X-射線熒光法分析催化劑中化學(xué)元素的文獻(xiàn)報道甚少，用X-射線熒光法測定降硫催化劑中鋅元素含量的方法尚未見報道。

因此，本文建立了使用X-射線熒光法測定降硫催化劑中鋅元素含量的分析方法，測定范圍Zn 0.05%～2.0%。在測定范圍內(nèi)，測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%。本方法是一種樣品不需要處理，可直接在儀器上測定的快速、準(zhǔn)確、實用的分析方法。

1 實驗

1.1 儀器及測量條件

X射線熒光光譜儀(日本Rigaku，型號：ZSX-Primus)，端窗銠鈀，電壓30～60 k V，電流30～60 m A，粗狹縫，光欄孔徑20 mm，各元素測量條件見表1。

1.3 經(jīng)驗方程的選擇及應(yīng)用

經(jīng)驗系數(shù)法是用來克服元素之間相互干擾的一種數(shù)學(xué)校正方法，它以直線或二次曲線描述樣品中某元素的譜線強(qiáng)度I與含量W的函數(shù)關(guān)系，利用經(jīng)驗方程來表示一個元素對另一個元素的干擾影響，通過標(biāo)準(zhǔn)系列中被測元素的已知含量和測定的譜線強(qiáng)度，由計算機(jī)進(jìn)行一系列的回歸計算，求出樣品中各元素基體效應(yīng)校正系數(shù)，最后算出試樣中被測元素的含量。

本文采用的是日本Rigaku提供的標(biāo)準(zhǔn)軟件中的經(jīng)驗方程Wi=(aI2+bI+c)(1+∑AijWj)，其中Wi為分析元素的濃度，I為分析元素的凈強(qiáng)度，Aij為共存元素j對分析元素的i的影響系數(shù)，Wj為共存元素j的濃度，a、b、c為標(biāo)準(zhǔn)曲線常數(shù)。

1.4 標(biāo)樣的配制

將Zn(NO3)2·6H2O置于電熱恒溫干燥箱中，于120℃干燥1 h，為使標(biāo)樣與被測樣品具有基本一致的化學(xué)物理狀態(tài)，采用與被測樣品一致的原料分子篩作為標(biāo)樣的基體。在850℃下將分子篩焙燒1 h。

含鋅標(biāo)準(zhǔn)樣品的配制：準(zhǔn)確稱量Zn(NO3)2·6H2O 13.6541 g置于燒杯中，加入178 m L蒸餾水，加熱下將Zn(NO3)2·6H2O溶解，再加入150 g分子篩基體，邊加熱邊攪拌，待水分蒸發(fā)到一定程度后，轉(zhuǎn)入電熱恒溫干燥箱中，于120℃干燥，直至水分基本蒸發(fā)完全。則該樣品中Zn含量為2%。

準(zhǔn)確稱取分子篩基體18 g，鋅的標(biāo)準(zhǔn)樣品2 g，混合均勻，然后加入少許無水乙醇，在瑪瑙研缽中研磨2 h，研磨混合至均勻的粉末，放入瓷坩堝中，置于電熱恒溫干燥箱中蒸發(fā)干燥。以保證樣品均勻。即為一系列不同鋅標(biāo)準(zhǔn)樣品，如表2所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 基體效應(yīng)的校正

由于降硫催化劑中各組分之間存在著吸收效應(yīng)，因此需要對基體效應(yīng)進(jìn)行校正。

本試驗采用經(jīng)驗系數(shù)法校正基體效應(yīng)，由標(biāo)準(zhǔn)試樣中鋅的含量及其對應(yīng)的譜線強(qiáng)度擬合得到的表觀濃度與譜線強(qiáng)度的關(guān)系曲線為元素含量測定的標(biāo)準(zhǔn)方程Xi=(aI2+b I+c)，其系數(shù)為：a=0,b=0.02539,c=-0.1166。

由經(jīng)驗方程Wi=(aI2+bI+c)(1+∑Aij Wj)得到校正系數(shù)Aij=0.05606；將上述計算的校正系數(shù)Aij與系數(shù)a、b、c輸入計算機(jī)中，得到譜線強(qiáng)度與樣品含量的關(guān)系曲線，鋅元素的線性范圍是0.05%～2.0%。對未知樣品進(jìn)行強(qiáng)度測定后，對照曲線可以得到未知樣品中元素鋅的含量。

2.2 試樣厚度的選擇

取樣品分別稱取不同量于樣品盒中，以2000～10000 kg/cm的壓力壓成直徑為25 mm的不同厚度的圓片，鋅元素的測定結(jié)果見表3。

實驗結(jié)果表明，當(dāng)稱樣量不同時(即樣品厚度不同時)，對鋅的測定沒有明顯的影響；即稱樣量為2.0 g時，樣片已達(dá)到飽和厚度?？紤]到制樣的效果，最合適的稱樣量為2.5～2.7 g。

2.3 方法的準(zhǔn)確度

為了驗證方法的準(zhǔn)確性，首先在降硫催化劑樣品中，加入一定量的準(zhǔn)確配制的Zn(NO3)2·6H2O溶液，制成已知鋅含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，對此標(biāo)樣進(jìn)行分析，并與理論值進(jìn)行比較，結(jié)果見表4。

2.4 方法的精密度

取1個降硫催化劑樣品依次壓11個樣片，同時進(jìn)行測定，求出樣品中Zn組分的數(shù)值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表6。

3 結(jié)論

本文建立了使用X-射線熒光法測定降硫催化劑中鋅元素含量的分析方法，測定范圍Zn 0.05%～2.0%。在測定范圍內(nèi)，測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%。本方法是一種樣品不需要處理，可直接在儀器上測定的快速、準(zhǔn)確、實用的分析方法，單次測量一個樣品只需要5分鐘，完全能滿足降硫催化劑的研制和工業(yè)生產(chǎn)的需要。

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