3 結果與討論

3.1催化劑表征結果

本文采用釕含量為3%的單層活性炭泡沫(A800)作為催化劑(ICP-OES法測定)。TEM和SEM表征結果表明，碳泡沫表面既含有小直徑10nm左右的釕簇，也含有較大直徑的釕簇（圖2）。

圖2SEM圖：a新制備的Ru/CF催化劑，b用旋轉床反應器15次循環使用的廢Ru/CF催化劑，c未使用旋轉床反應器的廢Ru-/F催化劑，d新制備的Ru/CF催化劑TEM圖。

釕3d5/2結合能通過XPS表征，所有催化劑都在280.2-282.3eV范圍內，這可能是由于釕在碳泡沫表面的緣故（圖3）， 金屬釕結合能峰值280.2eV。該值與之前報道的值一致，Ru0的結合能值在279.96 ~ 280.3 eV之間。同理，兩個峰值為280.9和282.3eV分別是RuO2和RuO3，這兩種釕的金屬氧化物可由單質釕在空氣中氧化得到。

圖3 XPS結果:a新制備的Ru/CF催化劑，b使用旋轉床反應器回收15次的廢Ru/CF催化劑，c未使用旋轉床反應器的廢Ru/CF催化劑。

BET測量結果表明，在金屬修飾過程中，碳泡沫的比表面積發生了變化。由于部分空隙被釕簇填充，另外水被強烈吸附在泡沫的空隙里碳泡沫300m²g^-1的表面積減少到81m²g^-1。當相似的新制備的催化劑在更高的溫度處理更長的時間后（200℃, 4h），表面積將會增加到81m²g^-1，原始處理條件為120℃, 2h，這從另一方面證明了新制備的催化劑泡沫空隙中殘留有水分。15個循環后，用過的Ru/CF催化劑表面積減少到30m²g^-1（表1）。從圖2a, b中可以看出，用過的催化劑包含的釕簇更大，這是因為金屬聚集。在一篇研究石墨碳上Pt的燒結機制的文章中，Kinoshita和他的團隊指出，貴金屬粒子可以在100-200℃液相環境中團聚成更大的顆粒。而且另一篇報道中指出，貴金屬在H2氛圍中比在N2氛圍中燒結更明顯，因此在氫化條件下，釕顆粒也有可能發生團聚。另外，污垢如孔隙內的重副產品的累積也會導致孔隙堵塞，進一步導致表面積縮小。

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利用Spinchem旋轉床反應器中的釕修飾碳泡沫催化劑實現D -木糖的催化加氫