一种负载型钌催化剂中钌含量的测定方法技术

本发明专利技术公开了一种负载型钌催化剂中钌含量的测定方法，其是先将负载型钌催化剂经焙烧、氢气气氛下高温还原后，与硝酸钾、氢氧化钾固体于镍坩埚中高温焙烧，然后加水溶解，将溶解后的样品逐滴加入到甘油溶液中，再在搅拌条件下逐滴加入到硝酸溶液中，并加热搅拌一段时间，冷却后定容至250 ml容量瓶中，再加硝酸溶液和水稀释至相应浓度配成样品溶液后，用电感耦合等离子发射光谱法测定其中钌含量，再根据样品质量和稀释倍数计算出待测负载型钌催化剂中钌的含量。该方法操作简单，准确度高。

Determination of ruthenium content in supported ruthenium catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种负载型钌催化剂中钌含量的测定方法
本专利技术涉及贵金属含量测定方法，特别是涉及一种负载型钌催化剂中钌含量测定的方法。
技术介绍
钌是一种贵金属，广泛应用于化工、冶金等领域。同时，钌是极好的催化剂，广泛应用于氢化、重整、氧化和异构化反应中。钌是继铁催化剂的第二代氨合成催化剂，钌作为活性组分，在钌催化剂的制备中被广泛采用。但钌在矿产资源中的含量较少，常常需要进行回收和重复利用。而在钌催化剂的有效制备、使用和回收过程中，需要测定多组分催化剂中钌的含量。中国专利技术专利CN101109700A公开了含钌催化剂中钌含量的测定方法，其是先将样品烘干，然后放入马弗炉中灼烧，除尽残灰，再向样品中加入5~15倍（干基样品重量）氢氧化钾，同时向标准纯钌粉中加入2~12倍（钌粉重量）氢氧化钾，并将两者在高温下溶解，冷却后加入过量盐酸，使溶液呈酸性，再分别配制成样品溶液和标准母液，最后使用乙炔-空气火焰原子吸收光谱仪测定多组分物质中钌的含量。此方法中钌催化剂的载体可以是活性炭、氧化铝、氧化硅和二氧化钛等，被测物质可以是固态或液态，测定钌含量的范围是0~100%。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单高效且能精确测定负载型钌催化剂中钌含量的方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种负载型钌催化剂中钌含量的测定方法，其包括以下步骤：（1）将待测的负载型钌催化剂样品放置在250~350℃、空气环境中焙烧6~20h；（2）将焙烧后的样品放置在500~900℃、氢气气氛中还原6~20h；焙烧过程中持续通入氢气，直至焙烧样品完全还原；（3）称取步骤（2）还原后的样品和适量硝酸钾、氢氧化钾于坩埚中混合均匀后，放入马弗炉中，于500~800℃反应2~9h；（4）将步骤（3）所得反应物加入少量去离子水溶解后，于搅拌条件下逐滴加入到甘油溶液中并保持45℃加热，得反应物溶液（坩埚用少量去离子水洗涤，将洗涤后的液体和固体全部转入甘油溶液中）；（5）将步骤（4）得到的反应物溶液在搅拌条件下逐滴加入到适量硝酸溶液中（装溶液的烧杯用少量去离子水洗涤，将洗涤后的液体和固体全部转入硝酸溶液），滴加结束后进行加热和搅拌，冷却后用去离子水定容至250ml容量瓶中；（6）准确量取1mL步骤（5）容量瓶中的溶液于100mL容量瓶中，并加入适量硝酸溶液，再用去离子水稀释至刻度，配成样品溶液；另准确量取不同体积1000ppm的钌标准母液于100mL容量瓶中，加入适量硝酸溶液后，再加去离子水稀释至刻度，配制成至少3个不同浓度的钌标准溶液；（7）使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定所配制的钌标准溶液中钌元素的强度（钌的检测波长为240.272nm），然后以钌元素的浓度为横坐标，钌元素的强度为纵坐标绘制标准曲线，获得回归方程；再使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定样品溶液中钌元素的强度，并利用回归方程计算样品溶液中的钌含量，然后根据取用样品质量和稀释倍数计算出待测负载型钌催化剂样品中的钌含量。步骤（3）中所用还原后的样品与硝酸钾、氢氧化钾的质量比为1:2:2~1:5:5（其中硝酸钾和氢氧化钾优选为等质量）。所用坩埚为镍坩埚。步骤（4）所述甘油溶液中，甘油的质量浓度为1-25%；所用甘油的质量与待测催化剂样品中钌元素的理论质量之比为10~40:1。步骤（5）中所述加热的温度为45℃，时间为0.5~2h。步骤（5）、步骤（6）中所述硝酸溶液的质量浓度均为65~68%，步骤（5）中硝酸的用量按反应后定容溶液中硝酸的质量浓度为2%~5%进行换算，步骤（6）中硝酸的用量按样品溶液或钌标准溶液中硝酸最终的质量浓度为2%~5%进行换算。本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术通过将负载型钌催化剂在氢气气氛下焙烧还原后，加入硝酸钾和氢氧化钾进行高温焙烧，再依次加入甘油和硝酸中，使固体钌转化成钌溶液进行测定。其中，由于钌酸钾易发生歧化反应生成二氧化钌不溶物，因此在溶解过程中使用甘油将反应生成的不稳定的钌酸钾转化为较为稳定的甘油钌，不仅易于后续操作的进行，也可使测定的钌的含量更加准确。（2）该方案操作步骤简单，危险性较小，钌含量测定的精确度高。具体实施方式一种负载型钌催化剂中钌含量的测定方法，其包括以下步骤：（1）将待测的负载型钌催化剂样品放置在250~350℃、空气环境中焙烧6~20h；（2）将焙烧后的样品放置在500~900℃、氢气气氛中还原6~20h；焙烧过程中持续通入氢气，直至焙烧样品完全还原；（3）称取步骤（2）还原后的样品和适量硝酸钾、氢氧化钾于坩埚中混合均匀后，放入马弗炉中，于500~800℃反应2~9h；（4）将步骤（3）所得反应物加入少量去离子水溶解后，于搅拌条件下逐滴加入到甘油溶液中并保持45℃加热，得反应物溶液（坩埚用少量去离子水洗涤，将洗涤后的液体和固体全部转入甘油溶液中）；（5）将步骤（4）得到的反应物溶液在搅拌条件下逐滴加入到29mL的硝酸溶液中（装溶液的烧杯用少量去离子水洗涤，将洗涤后的液体和固体全部转入硝酸溶液），滴加结束后进行加热和搅拌，冷却后用去离子水定容至250ml容量瓶中；（6）准确量取1mL步骤（5）容量瓶中的溶液于100mL容量瓶中，并加入适量硝酸溶液，再用去离子水稀释至刻度，配成样品溶液；另准确量取不同体积1000ppm的钌标准母液于100mL容量瓶中，加入适量硝酸溶液后，再加去离子水稀释至刻度，配制成至少3个不同浓度的钌标准溶液；（7）使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定所配制的钌标准溶液中钌元素的强度（钌的检测波长为240.272nm），然后以钌元素的浓度为横坐标，钌元素的强度为纵坐标绘制标准曲线，获得回归方程；再使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定样品溶液中钌元素的强度，并利用回归方程计算样品溶液中的钌含量，然后根据取用样品质量和稀释倍数计算出待测负载型钌催化剂样品中的钌含量。步骤（3）中所用还原后的样品与硝酸钾、氢氧化钾的质量比为1:2:2~1:5:5（其中硝酸钾和氢氧化钾优选为等质量）。所用坩埚为镍坩埚。步骤（4）所述甘油溶液中，甘油的质量浓度为1-25%；所用甘油的质量与待测催化剂样品中钌元素的理论质量之比为10~40:1。步骤（5）中所述加热的温度为45℃，时间为0.5~2h。步骤（5）、步骤（6）中所述硝酸溶液的质量浓度均为65~68%，步骤（5）中硝酸的用量按反应后定容溶液中硝酸的质量浓度为2%~5%进行换算，步骤（6）中硝酸的用量按样品溶液或钌标准溶液中硝酸最终的质量浓度为2%~5%进行换算。所述方法中被测定的负载型钌催化剂优选为活性炭负载的钌催化剂，标准溶液和样品溶液的配制可以同时进行。为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是本专利技术不仅限于此。试验中用于检测的负载型钌催化剂样品是以石墨化活性炭为载体，亚硝酰基硝酸钌为前驱体，硝酸钡为助剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载型钌催化剂中钌含量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将待测的负载型钌催化剂样品放置在250~350℃、空气环境中焙烧6~20 h；/n（2）将焙烧后的样品放置在500~900℃、氢气气氛中还原6~20 h；/n（3）称取步骤（2）还原后的样品和适量硝酸钾、氢氧化钾于坩埚中混合均匀后，放入马弗炉中，于500~800℃反应2~9 h；/n（4）将步骤（3）所得反应物加少量去离子水溶解后，于搅拌条件下逐滴加入到甘油溶液中并保持45℃加热，得反应物溶液；/n（5）将步骤（4）得到的反应物溶液在搅拌条件下逐滴加入到适量硝酸溶液中，滴加结束后进行加热和搅拌，冷却后用去离子水定容至250 ml容量瓶中；/n（6）准确量取1 mL 步骤（5）容量瓶中的溶液于100 mL容量瓶中，加入适量硝酸溶液，再用去离子水稀释至刻度，配成样品溶液；另准确量取不同体积1000 ppm的钌标准母液于100mL容量瓶中，加入适量硝酸溶液后，再加去离子水稀释至刻度，配制成至少3个不同浓度的标准溶液；/n（7）使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定所配制的钌标准溶液中钌元素的强度，然后以钌元素的浓度为横坐标，钌元素的强度为纵坐标绘制标准曲线，获得回归方程；再使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定样品溶液中钌元素的强度，并利用回归方程计算样品溶液中的钌含量，然后根据取用样品质量和稀释倍数计算出待测负载型钌催化剂样品中的钌含量。/n...

【技术特征摘要】
1.一种负载型钌催化剂中钌含量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将待测的负载型钌催化剂样品放置在250~350℃、空气环境中焙烧6~20h；
（2）将焙烧后的样品放置在500~900℃、氢气气氛中还原6~20h；
（3）称取步骤（2）还原后的样品和适量硝酸钾、氢氧化钾于坩埚中混合均匀后，放入马弗炉中，于500~800℃反应2~9h；
（4）将步骤（3）所得反应物加少量去离子水溶解后，于搅拌条件下逐滴加入到甘油溶液中并保持45℃加热，得反应物溶液；
（5）将步骤（4）得到的反应物溶液在搅拌条件下逐滴加入到适量硝酸溶液中，滴加结束后进行加热和搅拌，冷却后用去离子水定容至250ml容量瓶中；
（6）准确量取1mL步骤（5）容量瓶中的溶液于100mL容量瓶中，加入适量硝酸溶液，再用去离子水稀释至刻度，配成样品溶液；另准确量取不同体积1000ppm的钌标准母液于100mL容量瓶中，加入适量硝酸溶液后，再加去离子水稀释至刻度，配制成至少3个不同浓度的标准溶液；
（7）使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定所配制的钌标准溶液中钌元素的强度，然后以钌元素的浓度为横坐标，钌元素的强度为纵坐标绘制标准曲线，获得回归方程；再使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定样品溶液中钌元素的强度，并利用回归方程计算样品溶液中的钌含量，然后根据取用样品质量和稀释倍数计算出待测负载型钌催化剂样品中的钌含量。

【专利技术属性】
技术研发人员：倪军，谢智红，林炳裕，林建新，江莉龙，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35