In this study, the shape-controlled synthesis of ruthenium (Ru) nanostructures was examined using microwave irradiation. Dendritic Ru nanostructures, with an average diameter of about 34.7 nm, were successfully synthesized when ruthenium chloride (RuCl3) was reduced using a reducing agent of benzyl alcohol, in the presence of polyvinylpyrrolidone (PVP) under microwave irradiation for 360 s. By examining selected parameters affecting the shape-controlled synthesis of dendritic Ru nanostructures, i.e., the concentration of the RuCl3 precursor, different reducing agents, molecular weight of PVP and the molar ratio of RuCl3/PVP, were identified as key factors affecting the successful synthesis of dendritic Ru nanostructures. The catalytic performance of obtained dendritic Ru nanostructures was evaluated for hydrogenation of p-chloronitrobenzene (p-CNB). High selectivity to p-chloroaniline (p-CAN) of about 99.58% was obtained using dendritic Ru nanostructure catalysts at 80 °C under 1 MPa hydrogen pressure, having a 72.81% conversion rate of p-CNB. The selectivity to p-CAN with a dendritic Ru nanostructure catalyst is notably higher than that of conventional 5% ruthenium/carbon catalysts (62.12%). Here in we demonstrate that synthesized dendritic Ru nanostructures present a promising catalytic performance in the hydrogenation of p-CNB, having potential applicability to a wide range of catalytic reactions.

中文翻译：

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微波辐射下树枝状钌纳米结构的可控合成及其对氯硝基苯加氢的催化性能

在这项研究中，使用微波辐射检查了钌 (Ru) 纳米结构的形状控制合成。在聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 存在下，在微波辐射 360 s 下，使用苯甲醇还原剂还原氯化钌 (RuCl3) 成功合成了平均直径约为 34.7 nm 的树枝状 Ru 纳米结构。通过检查影响枝状 Ru 纳米结构形状控制合成的选定参数，即 RuCl3 前体的浓度、不同的还原剂、PVP 的分子量和 RuCl3/PVP 的摩尔比，被确定为影响成功合成的关键因素树枝状 Ru 纳米结构。评估了获得的树枝状 Ru 纳米结构对对氯硝基苯 (p-CNB) 加氢的催化性能。使用树枝状 Ru 纳米结构催化剂在 80 °C 和 1 MPa 氢气压力下对对氯苯胺 (p-CAN) 的选择性约为 99.58%，p-CNB 的转化率为 72.81%。使用树枝状 Ru 纳米结构催化剂对 p-CAN 的选择性明显高于传统的 5% 钌/碳催化剂 (62.12%)。在这里，我们证明合成的树枝状 Ru 纳米结构在 p-CNB 的氢化中表现出有希望的催化性能，具有广泛的催化反应的潜在适用性。p-CNB 的转化率为 72.81%。使用树枝状 Ru 纳米结构催化剂对 p-CAN 的选择性明显高于传统的 5% 钌/碳催化剂 (62.12%)。在这里，我们证明合成的树枝状 Ru 纳米结构在 p-CNB 的氢化中表现出有希望的催化性能，具有广泛的催化反应的潜在适用性。p-CNB 的转化率为 72.81%。使用树枝状 Ru 纳米结构催化剂对 p-CAN 的选择性明显高于传统的 5% 钌/碳催化剂 (62.12%)。在这里，我们证明合成的树枝状 Ru 纳米结构在 p-CNB 的氢化中表现出有希望的催化性能，具有广泛的催化反应的潜在适用性。