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氯化汞(HgC12)作为乙炔氢氯化反应(AHR)制备氯乙烯(VCM)的催化剂,其使用量占到了我国汞使用量的50%以上,反应过程中汞会随着工业三废进入到下游产品及环境中,影响产品质量,危害环境及人员健康,因此寻找汞催化剂的替代品迫在眉睫。金催化剂由于其高活性、高选择性、高稳定性等特点而成为有望替代工业汞催化剂的焦点。但是进一步提高金催化剂的催化效率和稳定性,降低催化剂的成本是实现金催化剂工业化应用的前提。本课题组开发的AuI/AC催化剂是活性炭(AC)负载AuI制备得到,活性组分为Au+,其催化活性高于目前文献公开报道的Au3+基催化剂。且该催化剂在实验室270h的长周期考评测试中,平均失活速率不到工业汞催化剂的1/5,具有工业化应用潜力。因此本文首先展开对该催化剂的催化动力学研究,以更好地指导该催化剂的工业化应用。在此基础上,通过引入硫酸/过硫酸铵体系对催化剂载体活性炭进行修饰,制备得到更高性能的Au+催化剂,并通过对于修饰前后催化剂在不同预处理和反应条件下的活性组分变化研究,解释了催化剂的催化反应机理和失活机理。主要研究内容和成果如下:1)研究了 AuI/AC催化乙炔氢氯化反应动力学。结果表明,在催化剂Au含量为0.1 wt%,粒度为60-80目,空时(W/FA)<30 g.h.mol-1,反应温度在423 K-453 K的条件下,AuI/AC催化乙炔氢氯化反应的活化能为129.6 kJ/mol,反应速度常数k=1.66X 1014exp(-1.29×104/RT),产物VCM(氯乙烯)与C2H2在活性中心上的竞争吸附现象不明显,根据建立的动力学方程,优化的AuI/AC催化乙炔氢氯化反应条件如下:温度为423～453 K,原料气摩尔比为HCl:C2H2=1.10～1.15,乙炔空速为12.4～37.3 h-1。2)以活性炭改性为切入点,考察了 AuI/AC催化剂在不同修饰体系下的催化性能,发现硫酸/过硫酸铵(Ammonium persulfate,APS)修饰体系对AuI/AC催化剂的催化性能影响显著,经优化制备条件后所得AuI/AC-APS催化剂的乙炔转化率提高8%左右,稳定性略有提高。3)系统研究了 AuI/AC催化剂和AuI/AC-APS催化剂的活性组分在加热、HCl、C2H2反应气氛下的价态、分散性等性质的变化,揭示了催化剂活性组分的特性和变化规律,提出了催化剂催化反应机理和失活机理:1)AuI/AC体系催化剂的活性由Au3+-Au+-Au0三者共同贡献;2)Au3+-Au+-Au0存在循环过程,Au+歧化反应生成Au3+与Au0,氯化氢氧化Au0生成Auδ+,C2H2还原Auδ+生成Au0,这些反应同时发生;3)金的低塔曼温度导致Au0烧结团聚成大颗粒的无活性金而无法再进入到循环中,因此C2H2对于Auδ+的“过度”还原成为催化剂失活的决定步骤,而AuI/AC-APS中引入的N元素缓和了这一“过度”还原反应,所以AuI/AC-APS催化剂的活性有所提高,稳定性有所增强。