催化氧化反应
负载型 Ru 催化剂具有较高的催化氧化活性, 被逐渐用于低浓度甲烷治理、有机污染物处理、醇选择性氧化以及其它氧化反应领域中。甲烷催化燃烧主要是基于采煤行业产生的通风瓦斯减排等问题的解决而开展的, 是Ru基催化剂催化燃烧的传统应用领域。
Ru基催化剂催化低浓度有机污染物降解反应机理就是在催化剂的作用下, 将对环境有害的有机物降解成环境友好型的CO2和H2O, 实现途径主要包括VOC气相低温催化燃烧和湿式催化氧化。Okal等对Ru/Al2O3催化剂催化低链烷烃低温燃烧进行研究后发现, 以RuCl3为前驱体采用浸渍法制备的催化剂因Cl-的存在而活性较低；有氧气氛高温条件下对催化剂进行前处理时, 因RuO2晶相的形成和活性位的烧结会使催化剂的活性降低；采用微波处理多元醇还原法制备的催化剂性能明显优于浸渍法。
Mitsui等将贵金属负载在CeO2上用于乙酸乙酯低温燃烧反应, 发现负载型Ru催化剂的活性明显优于Pt, Pd和Rh催化剂。进一步研究发现, Ru催化剂性能主要受活性位结构变化的影响(如抗烧结能力和再分散等)。此外, 负载型Ru催化剂还用于有机污水处理中。Wang等将采用浸渍法制备的Ru/CeO2-ZrO2催化剂应用于催化空气氧化含苯酚的有机废水。结果显示, 用此催化剂处理100 h后, 废水中苯酚和TOC去除率分别可达100%和96%, 且催化剂稳定性好, 有望应用于工业废水处理。另外,将纳米Ru粒子负载在多孔的TiO2, Al2O3和稀土氧化物等材料上作为湿式催化氧化反应的催化剂, 用于处理有机废水, 使其可生化性大幅度提高。
随着Ru催化剂在污染物氧化降解中研究的不断深入, 其应用领域也在不断扩大, 如CO, NH3和NO甚至是HCl等难降解气体以及柴油烟灰和炭黑等粉尘污染物处理。另外, Aouad 等发现, Ru/CeO2催化剂上存在着不同的活性中心, 可同时催化炭黑和VOCs的氧化降解。