乙炔氢氯化反应非贵金属无汞催化剂的研究

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氯乙烯单体可用来合成聚氯乙烯,目前其生产方法主要有乙炔法和乙烯法,我国煤资源相对丰富,因而乙炔法生产氯乙烯在国内市场占据主导地位。但是,其生产过程需要汞触媒做催化剂,汞的挥发流失会给人类和环境造成很大毒害。从可持续发展的角度来说,制备出无汞催化剂是解决问题的关键。本文试图选择非贵金属做活性组分来找到解决这个问题的途径。但是非贵金属盐自身的催化活性并不高,本文从载体、金属盐的复配、前驱体的形式、金属盐的形式及含量着手,意图通过对影响催化剂催化效果的各种因素的考察来制备出高活性的催化剂。本文采用等体积浸渍法制备催化剂,通过气相色谱、SEM、TEM、XRD、TPR、XPS、ICP、XRF等检测手段进行检测和分析。实验发现单组份铜基催化剂的催化效率并不高,双组份金属催化剂的催化活性更低,研究发现双金属催化剂的金属盐能形成一定程度的复合盐,降低了氯化铜中铜接受电子的能力。而后,实验研究了载体酸洗液,活性组分含量,金属盐的形式和前驱体的形式对催化剂催化活性的影响,最终以0.5mol/LHCl为溶剂,以盐酸酸洗后的活性炭为载体,制得了活性较高的CuCl2-Cu3(PO4)2/SAC(15wt%Cu, Cl:P:Cu=18:4:15)催化剂,并在不同温度、不同空速、不同物料配比的条件下考察了催化剂的催化性能,得到了反应的最优化反应条件,即温度为180℃,空速为30h-1,n(HC1)/n(C2H2)=1.1。在最优化反应条件下,催化剂催化反应时的转化率和选择性均大于99%,但是反应72小时后,催化剂的催化活性开始明显降低,经检测发现,催化剂的失活主要是由铜活性组分的流失造成的。
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