（高清版）GBT 23517-2022 钌炭 标准

代替GB/T23517—20092022-03-09发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T23517—2009《钌炭》,与GB/T23517—2009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——更改了“钌炭”的定义(见3.1,2009年版的3.1);——更改了钌炭的示例为“质量分数(%)-Ru/C-炭种类”(见4,2009年版的4.1);——删除了钌炭化学成分表中对杂质元素“Fe、Cu”的要求(见5.1,2009年版的4.2);——增加了钌炭催化性能的要求及试验方法(见5.2,6.2、附录B、附录C);——增加了不同炭种类比表面积范围要求(见5.3,2009年版的4.4);——更改了钌炭中钌含量的测试方法，钌含量由“硫脲分光光度法”改为“电感耦合等离子体原子发射光谱法”(见6.1.1、附录A,2009年版5.1)——更改了钌炭中杂质含量的测试方法，由“火焰原子吸收光谱法”改为“电感耦合等离子体原子发射光谱法”(见6.1.2,2009年版的5.2、附录A);版的6.4)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国有色金属工业协会提出。本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。本文件起草单位：贵研铂业股份有限公司、贵研工业催化剂(云南)有限公司、陕西瑞科新材料股份有限公司、西安凯立新材料股份有限公司、贵研检测科技(云南)有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司。本文件及其所替代文件的历次版本发布情况为：——2009年首次发布为GB/T23517—2009;——本次为第一次修订。11范围单内容。本文件适用于精细化工、制药、环境治理和其他加氢还原过程用的钌炭。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T10722炭黑总表面积和外表面积的测定氮吸附法HG/T5199吡啶加氢制哌啶用钌炭催化剂活性试验方法YS/T1502钌化合物化学分析方法的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。钌炭rutheniumoncarboncatalyst钌均匀分布在炭材料表面上形成的混合物，炭材料包括活性炭、炭黑、介孔碳、碳纳米管、碳分子筛。4牌号产品的牌号由钌质量分数(%)加钌元素符号加炭种类构成，产品牌号的表示为：3%-Ru/C-活性炭—炭种类—钌元素符号-钌质量分数(%)5技术要求5.1化学成分产品(干基)的化学成分应符合表1的规定。2GB/T23517—2022表1化学成分(干基)牌号Ru质量分数，不小于%杂质元素质量分数，不大于%5.2催化性能产品的催化性能要求应由供需双方协商确定。5.3比表面积产品的比表面积根据炭材料不同应符合表2的规定。表2比表面积炭材料类别比表面积范围m²/g活性炭800～2000炭黑20～1000碳纳米管100～300介孔碳500～2500碳分子筛800～2000产品中一般含有大量水，制造厂应明示水分的实测含量。6试验方法6.1化学成分6.1.1钌含量的测定按照附录A的规定进行测定。6.1.2杂质元素含量的测定按YS/T1502的规定进行。6.2催化性能产品催化性能试验方法由供需双方进行协商确认。杂环加氢聚合类反应活性试验方法按HG/T5199的规定进行；糖类加氢反应活性试验方法见附录B;杂环选择性加氢类反应活性试验方法见附录C。6.3比表面积产品的比表面积测定按GB/T10722的规定进行。3称取约5g产品(精确到0.001g),放入干燥洁净的器皿中，然后在烘箱中于105℃±5℃将产品烘干至恒重。样品失去的质量除以称取质量值即为钌炭的水分。7检验规则7.1检查和验收7.1.1产品应由供方进行检验或第三方，保证产品质量符合本文件及订货单的规定。7.1.2需方应对收到的产品按本文件的规定进行检验，如检验结果与本标准(或订货合同)的规定不符时，应在收到产品之日起三个月内书面向供方提出，由供需双方协商解决。如需仲裁，应由供需双方协商确定。7.2组批产品应成批提交验收，每批应由一次投料生产出的产品组成。7.3检验项目产品出厂前应进行化学成分、催化性能、水分的检验。比表面积在需方有需要，并在订货单中注明时进行检验。7.4取样化学成分、催化性能、比表面积、水分的取样：将同一批产品混合均匀，从不同部位取产品总量的1%～5%,但不少于50g,再用四分法缩分至检验所需数量。7.5检验结果的判定7.5.1产品检验项目化学成分、催化性能中有一项检验结果不合格时，则判该批产品不合格。7.5.2比表面积检验结果不合格，判该批产品不合格。7.5.3水分不作为判定项目，提供实测值供客户参照使用。8.1标志在已检验合格的产品上应附上如下标记：a)供方名称；b)产品名称；c)生产批号；d)产品牌号；e)物理性状；f)包装规格；h)生产日期。4松动现象。产品可以由供需双方协商确定，运输途中不能接触有腐蚀性和有污染的物质。每批产品应有随行文件，其中除应包括供方信息、产●检验项目及其结果或检验结论；b)产品质量控制过程中的检验报告及成品检验报告。9订货单内容本文件所列材料的订货单内应包括下列内容：a)产品名称；d)检验项目及要求；e)协商一致的催化性能检测方法及结果判定；f)比表面积检测结果(需方有要求时);g)本文件编号：5(规范性)钌炭化学分析方法钌含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法A.1方法提要试料于高铝坩埚中灼烧，然后用过氧化钠碱熔，铋酸钠-高锰酸钾在硫酸介质下蒸馏分离，以盐酸-酒精混合溶液吸收，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪，于钌元素所对应的波长处测量并计算得到质量分数。本方法适用于钌炭中钌含量的测定。测定范围：0.5%～10%。A.2试剂除非另有说明，本文件中使用确认为分析纯的试剂和相当于一级纯度的水。A.2.2铋酸钠。A.2.3盐酸(pl.19g/mL)。A.2.4盐酸(1+4)。A.2.5盐酸(1+9)。A.2.7硫酸(pl.61g/mL)。A.2.8硫酸(1+1)。A.2.9饱和高锰酸钾溶液。A.2.10钌标准贮存溶液：准确称取(精确至0.00001g)约0.5g纯钌(质量分数≥99.99%),于高温高压反应釜溶解完全，以盐酸(A.2.4)定容至500mL。此溶液1mL含1mg钌。A.3设备6标引序号说明：A——试液；B——蒸发位；C——进液口；D——冷凝管；E——吸收液。单位为毫米图A.1蒸馏装置示意图A.3.2电感耦合等离子体原子发射光谱仪。仪器工作条件按表A.1。表A.1仪器工作参数功率W雾化室气流量观测高度mm泵流量mL/min等离子体流量辅助气体流量积分时间S测试波长观测方式5轴向在仪器最佳工作条件下凡是能达到下列指标者均可使用：——分辨率：200nm时光学分辨率不大于0.010nm;400nm时光学分辨率不大于0.020nm;——仪器稳定性：仪器1h内漂移不大于2.0%;7产品经粉碎至75μm以下，105℃±5℃烘干至恒重，放置于干燥器中备用。A.5分析步骤称取0.10g试样，精确至0.0001g。A.5.2测定次数独立地进行两次测定，取其平均值。A.5.3空白试验随同试料做空白试验。A.5.4测定A.5.4.1将试料(A.5.1)称于30mL高铝坩埚中，在马弗炉中于800℃灼烧半小时；然后加入约2g过氧化钠(A.2.1),混匀，覆盖约5g过氧化钠，放入恒温800℃的马弗炉中碱熔15min,取出冷却，于250mL烧杯中用100mL水浸取，洗净坩埚。A.5.4.2将A.5.4.1流程处理得到的试样溶液用水转入蒸馏瓶(图A.1)中，加入约5g铋酸钠(A.2.2)、30mL饱和高锰酸钾溶液(A.2.9),连接好蒸馏装置，加入120mL硫酸(A.2.8),电炉加热微沸蒸馏15min～20min,用5mL盐酸吸收液(A.2.6)吸收，吸收后转入200mL容量瓶中，以水定容得到试料溶液。A.5.4.3分别移取0mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL钌标准贮存溶液(A.2.10)于一系列100mL容量瓶中，用盐酸(1+9)(A.2.5)稀释至刻度，混匀。在选定好的仪器条件下制作工作曲线。相关系数应≥0.9995。A.5.4.4测定试料溶液(A.5.4.2)及空白溶液。仪器根据标准工作曲线，扣除合适的背景点，计算并输出测试结果。A.6试验数据处理按公式(A.1)计算钌元素的质量分数w,数值以%表示：式中：p₀——空白试料中被测元素的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL);p₁——试料溶液中被测元素的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL);V——试料溶液总体积，单位为毫升(mL);m——试料的质量，单位为克(g)。所得结果保留两位有效数字。A.7精密度实验室之间分析结果的差值不应大于表A.2所列允许差。8GB/T23517—2022Ru的质量分数%允许差%10.0750.150.309(资料性)钌炭催化剂催化性能测定方法(葡萄糖加氢)警示——本试验所涉及的试验原料对人体健康和安全具有中毒、易燃、易爆危害，必须严防系统漏气，现场严禁有明火，并且应配有必要的灭火器材和排风设备等预防设施；高压反应器严禁带压进行拆卸操作；操作人员需持证上岗；本附录并未揭示所有可能的安全问题，使用者应严格按照有关规定正确使用，并有责任采取适当的安全和健康措施。B.1方法提要在不锈钢反应釜中，葡萄糖水溶液在一定温度、压力、转速下发生催化加氢反应，最终生成山梨醇。反应方程如下：O………14HO可以以一定时间内吸氢速率表征催化性能。本方法适用于糖类加氢类反应中使用的钌炭催化剂。除非另有说明，仅使用确认为分析纯的试剂和一级水。B.2.2氮气，纯度99.999%。B.2.3氢气，纯度99.95%。B.3试验装置B.3.1装置催化性能试验装置示意图见图B.1。标引序号说明：1——不锈钢高压釜；2——精密压力表；3——超级恒温油浴槽；4——氮气；5——氢气；6、7和8——阀门；A——进气口。催化性能试验装置设计指标参数见表B.1。表B.1催化性能试验装置主要设计参数序号参数1反应釜规格(316体积)/mL2最高使用压力/MPa73最高使用温度/℃4最高搅拌速度/(r/min)5精密压力表精密度≥0.25级量程≥150kPa6秒表精确度/s7恒温水浴温度稳定性/℃8平行性(极差值)/%9复现性(极差值)/%正常情况下，试验装置的平行性、复现性每年用参考样或保留样至少测定一次，其测定方法按B.5B.4样品B.4.1取样将同一批产品混合均匀，用四分法分取适量，最少不少于10g,密封保存。取约2g样品在烘箱中于105℃±5℃将产品烘干至恒重，进行水分测定，数据用于试料的准确称取。B.4.2试料准确称取0.2g催化剂试料(干基),误差不大于0.001g,备用。B.5试验步骤B.5.1反应釜装料将催化剂试料(B.4.2),43.0g葡萄糖(B.2.1),100mL水加入清洁的高压釜，盖上釜盖，均匀拧紧螺母，超级恒温油浴恒温为120℃。B.5.2反应器试漏打开阀门6和8,向系统通入氮气，将系统升压至1MPa,关紧反应釜进出口阀门8。如在30min内压力下降小于0.05MPa,则视为系统密封。打开阀门8,使系统降压至常压。B.5.3反应釜气体置换及催化性能评价系统用氮气加压到0.5MPa然后降压至常压置换3次，排气降压至常压后，改通氢气到1MPa然后降压至常压置换3次，升压到450kPa,打开搅拌，转速1000r/min,观察精密压力表，加氢反应后压力开始下降，反应1h,记录反应结束压力。关闭加热和氢气减压阀，将反应釜中残留液体放出。用水和乙醇清洗反应釜。B.6试验数据处理以单位吸氢速率表述催化剂性能。按公式(B.1)计算：S——单位吸氢速率，单位为摩尔每秒克[mol/s·g];R——阿伏伽德罗常数；所得结果应表示至四位有效数字。取2次平行测定结果的算术平均值作为测定结果，2次测定结果的极差值应不大于3%。GB/T23517—2022(资料性)钌炭催化剂催化性能测定方法(杂环选择性加氢)警示——本试验所涉及的试验原料对人体健康和安全具有中毒、易燃、易爆危害，必须严防系统漏气，现场严禁有明火，并且应配有必要的灭火器材和排风设备等预防设施；高压反应器严禁带压进行拆卸操作；操作人员需持证上岗；本附录并未揭示所有可能的安全问题，使用者应严格按照有关规定正确使用，并有责任采取适当的安全和健康措施。C.1方法提要杂环中碳碳双键(C=C)在钌炭催化剂的作用下可以加氢转化为碳碳单键。以维生素C为原料，在钌炭的作用下转化为氢化维生素C,转化率正比于吸氢量，其加氢反应方程如下：本方法适用于杂环选择性加氢类反应中使用的钌炭催化剂。C.2试剂C.2.1维生素C,工业级。C.2.2去离子水，工业级。C.2.3氢气，纯度99.95%。C.3试验装置C.3.1装置钌炭催化剂催化性能试验装置示意图见图C.1。6——压力表；图C.1钌炭催化剂活性与选择性试验装置示意图C.3.2主要性能钌炭催化剂活性与选择性试验装置主要性能设计参数见表C.1。表C.1活性与选择性试验装置主要设计参数