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二乙烯基乙炔(DVA)是氯丁橡胶生产过程中的一种副产物,由于其结构中含有一个三键,两个双键,且形成共轭结构,因此化学性质非常活泼,极易发生聚合反应,生成聚二乙烯基乙炔(PDVA)。PDVA属于不饱和聚合物,其不溶于大多数有机溶剂,且对酸、碱、氯气和水等均很稳定,因此可用于表面涂层,如用作防水涂料、金属表面保护层等。但是在应用过程中也存在一些问题,由于其附着力差,涂层晾干后经光照会导致起皱、起皮,甚至发生脱落,使其应用受到限制。针对该问题,可采用化学改性的方法,使PDVA结构和性质发生变化,从而有望改善其应用性能。不饱和聚合物化学改性的方法包括氢化、卤化和氢卤化、环化、顺反异构化等,其中催化氢化是不饱和聚合物化学改性的常用方法。该方法工艺过程清洁、无污染,通过对催化剂和加氢条件的优化可选择性调控加氢产物结构和性能。同时催化氢化方法中采用的非均相催化剂,因其易于与产物分离、可重复多次使用的特点,在实际生产中有着不可比拟的优势。本文针对企业对PDVA化学改性的技术需求,结合催化氢化的技术优势,开展了Pd基催化剂的制备及其相关应用研究。具体以Al2O3为载体,通过引入第二金属助剂Ni和Zn,采用浸渍法制备了Pd/Al2O3和Pd-M/Al2O3催化剂(M=Ni、Zn)。考察其用于PDVA加氢反应的催化性能,同时利用模拟太阳光装置考察加氢产物的光照抗裂性能。通过N2-physisorption、H2-TPR、NH3-TPD等表征手段分析催化剂织构特性、还原性质、表面酸性等,深入探究各种催化剂结构性能差别的原因。在此基础上,以活性较好的Pd-Zn/Al2O3为研究对象,考察反应压力、温度、时间、催化剂用量等因素对原料PDVA加氢度的影响,选择最合适的工艺条件。此外,还对Pd-Zn/Al2O3的重复使用性能进行了考察,主要结论如下:1.Pd/Al2O3、Pd-Ni/Al2O3和Pd-Zn/Al2O3三种催化剂对PDVA加氢反应的催化活性有明显差别,与Pd/Al2O3相比,引入Zn对反应活性有明显的促进作用,而Ni则会使加氢活性受到抑制。同时Pd-Zn/Al2O3催化剂上加氢产物表现出较好的光照抗裂性能。各种表征结果表明,助剂Zn的添加致使更多β-PdHx的生成,且降低了催化剂表面强酸性位点的数量,从而促进了活性组分的分散和还原,因此Pd-Zn/Al2O3催化剂具有优异的加氢活性。而加入Ni之后,由于其与载体和Pd之间的强相互作用,使催化剂表面强酸性位点数量显著增加,造成载体表面颗粒发生聚集,因而抑制了PDVA加氢反应活性。2.Pd-Zn/Al2O3催化剂用于聚二乙烯基乙炔加氢反应适宜的工艺条件,即:原料用量30 ml,反应压力1.0 MPa,反应时间2 h,反应温度100℃,催化剂用量1.0 g,搅拌速度300 r/min。在此条件下,催化剂重复使用性能测试结果表明,Pd-Zn/Al2O3催化剂在首次使用后出现催化活性下降,但此后连续四次重复使用,PDVA加氢度逐渐趋于稳定,表现出一定的重复使用性能。