塑料的广泛使用造成了塑料垃圾的大量增加，由于这些塑料废弃物难以自然裂解，造成污染环境。因此，将塑料废弃物变废为宝已成为有关环境保护的重要课题。处理废塑料的常用方法是裂解法，将废塑料裂解制成液体燃油，是废塑料处理的未来发展趋势。五大通用塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和ABS树脂，其中PVC中含有58％的氯元素，在裂解制油过程中，这些氯元素会产生大量的氯化氢，不仅污染环境、腐蚀设备、而且影响燃油产品质量。本论文主要解决PVC裂解制油过程中氯化氢的处理问题，将产生的氯化氢制成氯气，使PVC中的C、H、Cl元素都得到了充分利用，达到了废物全组分资源化利用的目标。本研究采用催化氧化法将氯化氢制成氯气，本方法具有成本低、能耗低、副反应少、转化率高等优点，因此研究PVC裂解过程中催化氧化氯化氢制氯气具有重要的理论价值和工业前景。　　 本文采用固定床微反应器，选择金属氧化物为催化剂的活性组分，自组装了三套装置对催化氧化氯化氢制氯气进行研究，希望得到稳定高效的催化剂。本文首先考察了14种不同金属氧化物在催化氧化两步法中的催化性能，并对催化剂进行表征和反应机理研究，通过比较催化剂吸附HCl和释放Cl2的效果来判断催化剂的好坏，对筛选出的最佳催化剂进行了循环使用测试及热力学分析，其次优化了催化氧化一步法的检测方法、工艺条件和活性组分负载量，在该优化条件下，考察了以RuO2为活性组分的纳米负载型催化剂和形貌可控负载型催化剂在催化氧化一步法中的催化性能，通过比较HCl转化率的高低来判断催化剂的好坏，对最佳的几种催化剂进行了寿命评价、循环使用测试及表征分析等。本论文将为PVC等含氯废塑料的处理和资源化利用及工业界元素的循环利用奠定科学基础。本文在国内首先开展了采用程序升温分析技术用于氯化氢制氯气的催化氧化两步法的研究，除了对前人曾研究过的五种金属氧化物进行了考察，还全面系统地考察了共十四种金属氧化物用于催化氧化两步法的催化性能，此外还研究了钌类催化剂用于催化氧化一步法的催化性能，尤其是形貌可控负载型钌类催化剂，弥补了这方面的空白，具有一定的创新性。　　 研究结果表明：　　 (1)CoO是用于催化氧化两步法的最优催化剂，其HCl吸附率为85.4％、Cl2释放率85.2％，且多次循环使用效果仍较好，CoO在催化氧化两步法中的热力学数据分析结果表明，在氯化阶段为放热自发不可逆过程，氧化阶段为吸热非自发可逆过程。ZnO、CuO、La2O3、CaO、MgO、RuO2、Co3O4在催化氧化两步法中的催化性能其次，Al2O3、TiO2、CrO3、F2O3、MnO2、CeO2最差。这是因为CoO在氯化阶段生成了与O2反应容易、不易挥发的氯化物，没有中间产物；ZnO、CuO、La2O3、RuO2在氯化阶段生成了难以与O2反应的氯氧化物等中间产物，同时生成的氯化物容易挥发导致催化剂失活；CaO和MgO生成含水量较多的水合物包裹样品表面阻止反应；Co3O4则反应温度太高(500℃)。　　 (2)比较催化氧化一步法中的两种检测方法发现，电导率法明显优于滴定法。电导率法具有操作简单、不会造成管道堵塞、无须手动收集产物、不存在收集产物不完全的问题、可在线检测、可长时间反应等优点，而滴定法与此相反。　　 (3)对于钌类催化剂，采用电导率法的检测方法用于催化氧化一步法的最佳工艺条件为：HCl/O2=1:4、空速7500mL·g-1·h-1、反应温度300℃。　　 (4)对于钌类催化剂，无论是纳米负载型催化剂还是形貌可控负载型催化剂，活性组分RuO2的最佳负载量均为6％，这可以用自发单层分散原理来解释。　　 (5)M-RuO2/P25是用于催化氧化一步法的最优催化剂，其HCl转化率达到了85％(M-代表形貌可控负载型催化剂，N-代表纳米负载型催化剂)。在催化氧化一步法中，催化剂的HCl转化率由高到低的顺序为：M-RuO2/P25＞N-RuO2/P25＞M-RuO2/γ-Al2O3＞N-RuO2/γ-Al2O3＞M-RuO2/金红石TiO2＞N-RuO2/SBA-15＞N-RuO2/C＞N-RuO2/金红石TiO2(P25是商用TiO2，SBA-15是介孔硅分子筛)，其中形貌可控负载型钌类催化剂优于纳米负载型钌类催化剂。对HCl转化率最高的4种催化剂进行寿命评价的结果显示，HCl转化率大小顺序为：M-RuO2/P25＞N-RuO2/P25＞M-RuO2/γ-Al2O3＞N-RuO2/γ-Al2O3，转化率平均值分别为85％、80％、70％、55％；循环使用测试结果表明，4种催化剂各自循环使用的HCl转化率相差不大，循环使用效果较好。