本文是学习GB-T 23517-2022 钌炭. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本文件规定了钌炭的牌号、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、随行文件和订货
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。
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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/T 10722 炭黑 总表面积和外表面积的测定 氮吸附法
HG/T 5199 吡啶加氢制哌啶用钌炭催化剂活性试验方法
YS/T 1502 钌化合物化学分析方法
铂、钌、铑、铱、金、银、铜、铁、镍、镁、锰、铅、锌、钙、钠含量
的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
钌炭 ruthenium on carbon catalyst
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。
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:
style="width:5.775in;height:2.23333in" />
产品(干基)的化学成分应符合表1的规定。
GB/T 23517—2022
表 1 化学成分(干基)
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产品的催化性能要求应由供需双方协商确定。
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
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产品中一般含有大量水,制造厂应明示水分的实测含量。
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/T 1502 的规定进行。
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/T 5199
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。
产品的比表面积测定按GB/T 10722 的规定进行。
GB/T 23517—2022
称取约5 g
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。
7.1.1
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。
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。
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。
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50 g,再用四分法缩分至检验所需数量。
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。
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;
g) 数量;
h) 生产日期。
GB/T 23517—2022
产品用聚丙烯或聚乙烯塑料袋或瓶包装,整齐放入木箱或纸箱内,用纸屑、泡沫等填料添固,不应有
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。
产品应存放于清洁、干燥的场所。
每批产品应有随行文件,其中除应包括供方信息、产品信息、本文件编号、出厂日期或包装日期外,
还宜包括:
a) 产品合格证,内容如下:
● 检验项目及其结果或检验结论;
● 批号;
● 检验日期;
● 检验员签名或盖章。
b) 产品质量控制过程中的检验报告及成品检验报告。
c) 其他。
本文件所列材料的订货单内应包括下列内容:
a) 产品名称;
b) 牌号;
c) 数量;
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;
h) 其他。
GB/T 23517—2022
(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.2.1 过氧化钠。
A.2.2 铋酸钠。
A.2.3 盐 酸(p1.19 g/mL)。
A.2.4 盐酸(1+4)。
A.2.5 盐酸(1+9)。
A.2.6 盐酸吸收液:量取500 mL 盐酸于1 L 容量瓶中,加入50 mL
无水乙醇,用水定容至刻度。
A.2.7 硫 酸(p1.61g/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0.00001 g)约0 . 5 g
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500 mL。 此 溶 液 1 mL 含 1 mg
钌。
A.3 设备
A.3.1 蒸馏装置,符合简图 A.1。
GB/T 23517—2022
单位为毫米
style="width:4.34004in;height:8.47865in" />
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。
图 A.1
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
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在仪器最佳工作条件下凡是能达到下列指标者均可使用:
——光源:氩等离子体光源,发生器最大输出功率不小于1.3 kW;
— 分辨率:200 nm 时光学分辨率不大于0.010 nm;400 nm
时光学分辨率不大于0.020 nm;
——仪器稳定性:仪器1 h 内漂移不大于2 .0%;
——仪器检出限:各测定元素仪器的检出限应不大于0.03μg/mL。
GB/T 23517—2022
A.4 试 样
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
A.5. 1 试 料
称取0.10 g 试样,精确至0.0001 g。
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30 mL
高铝坩埚中,在马弗炉中于800℃灼烧半小时;然后加入约2 g 过 氧化钠(A.2.
1), 混匀,覆盖约5 g 过氧化钠,放入恒温800℃的马弗炉中碱熔15 min,
取出冷却,于
250 mL 烧杯中用100 mL 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5 g 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120 mL 硫 酸(A.2.8),
电炉加热微沸蒸馏 15 min~20 min, 用 5 mL 盐酸吸收液(A.2.6)
吸收,吸收后转入200 mL 容量瓶中,以水定容得到试料
溶液。
A.5.4.3 分别移取0 mL 、0.5 mL 、1.0 mL 、2.0 mL 、3.0 mL 、4.0mL
、5.0mL 钌标准贮存溶液(A.2. 10) 于 一系列100 mL
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:
style="width:3.05337in;height:0.6468in" /> ……… ……………… (A.1)
式中:
po— 空白试料中被测元素的质量浓度,单位为微克每毫升(μg/mL);
p— 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。
GB/T 23517—2022
表 A.2 允许差
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GB/T 23517—2022
(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:
style="width:12.14in;height:2.14793in" />
葡萄糖 山梨醇
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。
B.2 试剂
除非另有说明,仅使用确认为分析纯的试剂和一级水。
B.2.1 葡萄糖。
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。
GB/T 23517—2022
style="width:5.91322in;height:5.30662in" />
标引序号说明:
1 - 不 锈 钢 高 压 釜 ; 2 ——精密压力表;
6、7和8—— 阀门;
A - 进气口。
图 B.1 催化性能试验装置示意图
B.3.2 主要指标
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
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B.3.3 校 验
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.5
GB/T 23517—2022
和 B.6 的规定执行。
B.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10 g,
密封保存。取约2 g 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0.001 g, 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1 MPa,
关紧反应釜进出口阀门8。如在30 min
内压力下降小于0.05 MPa, 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0.5 MPa
然后降压至常压置换3次,排气降压至常压后,改通氢气到1 MPa 然
后降压至常压置换3次,升压到450 kPa, 打开搅拌,转速1000 r/min,
观察精密压力表,加氢反应后压
力开始下降,反应1 h, 记录反应结束压力。
B.5.4 停车
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:
style="width:2.23319in;height:0.60676in" /> … … … … … … … … … …(B. 1)
式中:
S — 单位吸氢速率,单位为摩尔每秒克[mol/s ·g];
△p-— 氢压降,单位为帕斯卡(pa);
V — 气体体积,单位为立方米(m³);
- 温度,单位为开尔文(K);
R — 阿伏伽德罗常数;
M-— 试料质量,单位为克(g);
t —— 压降段时间,单位为秒(s)。
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/T 23517—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:
style="width:9.52669in;height:1.89332in" />
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。
GB/T 23517—2022
style="width:11.47322in;height:7.74004in" />
标引序号说明:
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
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13
GB/T 23517—2022
C.3.3 校验
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,其测定方法按第7
章和第8章的规定。
C.4 样品
称取含0.1 g 金属钌的催化剂试样,精确至0.0001 g,备用。
C.5 试验步骤
C.5.1 反应釜的装料
准备好清洁、干燥的反应釜,依次加入50.00 g 维生素C(C.2.1)、550mL
去离子水(C.2.2)和催化剂
样品(C.4), 盖釜,将其接入氮气、氢气系统。
C.5.2 试漏
打开氮气瓶阀门,关闭氢化釜排气阀,从氢化釜进气阀通入氮气,充压至0.50
MPa。 如在30 min 内体
系压力下降值小于0.05 MPa,
则视为系统是密闭的。然后缓慢打开釜排气阀,使系统压力恢复至常压。
C.5.3 气体置换及催化性能测定
系统用氮气加压到0.5 MPa
然后降压至常压置换3次,排气降压至常压后,改通氢气到1 MPa 然后降
压至常压置换3次,再排气降压至常压。搅拌速度为600 r/min±5 r/min。
然后升温至55.0℃±1℃后
保持稳定,充氢气使压力升至0.8 MPa。 反应1.5 h,记录氢压下降差值△p。
C.5.4 停车
关闭氢气,缓慢打开排气阀进行泄压后开盖。清洗干净反应釜。
C.6 试 验 数 据 处 理
含0.1 g Ru催化剂反应1.5 h 的氢压下降差值△p
用于表征钌炭的催化性能,单位:MPa。
C.7 极差
检测结果的△p 极差值应见表 C.2。
表 C.2 △p 极差值表
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