乙炔氫氯化反應(yīng)Au催化毒化機(jī)理及非金屬催化劑研究.pdf

1、聚氯乙烯（Polyvinylchloride, PVC）樹脂廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，其制備的關(guān)鍵是合成氯乙烯單體（Vinylchloride monomer, VCM），基于我國“富煤，貧油，少氣”的能源分布特點，C2H2與HCl反應(yīng)生成VCM以氯化汞（HgCl2）為催化劑實現(xiàn)乙炔氫氯化反應(yīng)，然而隨著全球汞污染防控政策的步步緊逼和汞資源的日漸枯竭。因此，開發(fā)綠色高效無汞催化劑具有重要的現(xiàn)實意義。
　　經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)貴金屬 Au-

2、基催化劑在乙炔氫氯化反應(yīng)中具有優(yōu)異的催化性能，但Au催化毒化機(jī)理尚未有研究報道，因此本文首先以H2S為毒物探究了其對金屬催化劑（AuCl3/AC）的毒化機(jī)理；其次，探究了S、N原子對乙炔氫氯化反應(yīng)中非金屬催化劑聚對苯二胺（PpPD）的影響；最后以非金屬催化劑氮改性的活性炭（PANI-AC）為基礎(chǔ)，探究了不同形態(tài)的氮在乙炔氫氯化中的作用順序。
　　一、H2S為毒物對乙炔氫氯化反應(yīng)中AuCl3/AC催化劑催化活性的影響。該部分探究了不

3、同含量的H2S對1％AuCl3/AC催化活性的影響及相應(yīng)的失活機(jī)理，活性評價結(jié)果表明以H2S為毒物可導(dǎo)致乙炔氫氯化反應(yīng)中的AuCl3/AC催化劑的不可逆失活；失活原因一方面歸因于H2S的加入可有效地加快Au3+還原為Au0；另一方面形成的Au-S化合物也可導(dǎo)致催化劑失活。即H2S量的增大使得更多的Au3+被還原為Au0，同時形成的Au-S化合物覆蓋在活性位點，使有效的活性組分降低進(jìn)而導(dǎo)致AuCl3/AC催化劑失活。
　　二、PpP

4、D非金屬催化劑催化乙炔氫氯化反應(yīng)。該部分以對苯二胺（C6H8N2）為氮源，首先通過與過硫酸銨（APS）聚合反應(yīng)形成 PpPD催化劑，由于加入APS的量不同，形成具有片狀結(jié)構(gòu)的非金屬材料，最優(yōu)比為C6H8N2:APS=2:1（摩爾比）時，PpPD-2.0催化劑展現(xiàn)出較優(yōu)的催化活性及穩(wěn)定性；為驗證S、N對乙炔氫氯化反應(yīng)的協(xié)同作用，以片狀結(jié)構(gòu)的石墨烯為載體，對其進(jìn)行氮改性進(jìn)行對比，通過活性評價并結(jié)合BET、XPS等表征手段拓展了S、N對乙炔氫

5、氯化反應(yīng)的協(xié)同效應(yīng)。
　　三、PANI-AC非金屬催化劑在乙炔氫氯化反應(yīng)中的應(yīng)用。為驗證不同形態(tài)的氮的在乙炔氫氯化中的作用順序，該部分以活性炭（AC）為載體，苯胺（C6H7N）為氮源，通過與APS聚合反應(yīng)，進(jìn)一步煅燒處理獲得PANI-AC催化劑，通過調(diào)配 AC與 C6H7N的比例，發(fā)現(xiàn)一定范圍內(nèi)催化活性與氮含量呈正相關(guān)性，然后選擇最優(yōu)比例催化劑在不同煅燒溫度下進(jìn)而調(diào)變氮的形態(tài)，最終煅燒溫度為900℃，AC:C6H7N=1:5（質(zhì)量