乙炔氢氯化反应Au催化毒化机理及非金属催化剂研究

发布时间：2017-12-12 11:20

  本文关键词：乙炔氢氯化反应Au催化毒化机理及非金属催化剂研究

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【摘要】：聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)树脂广泛应用于国民经济的各个领域,其制备的关键是合成氯乙烯单体(Vinylchloride monomer,VCM),基于我国“富煤,贫油,少气”的能源分布特点,C2H2与HCl反应生成VCM以氯化汞(Hg Cl2)为催化剂实现乙炔氢氯化反应,然而随着全球汞污染防控政策的步步紧逼和汞资源的日渐枯竭。因此,开发绿色高效无汞催化剂具有重要的现实意义。经研究发现贵金属Au-基催化剂在乙炔氢氯化反应中具有优异的催化性能,但Au催化毒化机理尚未有研究报道,因此本文首先以H2S为毒物探究了其对金属催化剂(Au Cl3/AC)的毒化机理;其次,探究了S、N原子对乙炔氢氯化反应中非金属催化剂聚对苯二胺(Pp PD)的影响;最后以非金属催化剂氮改性的活性炭(PANI-AC)为基础,探究了不同形态的氮在乙炔氢氯化中的作用顺序。一、H2S为毒物对乙炔氢氯化反应中Au Cl3/AC催化剂催化活性的影响。该部分探究了不同含量的H2S对1%Au Cl3/AC催化活性的影响及相应的失活机理,活性评价结果表明以H2S为毒物可导致乙炔氢氯化反应中的Au Cl3/AC催化剂的不可逆失活;失活原因一方面归因于H2S的加入可有效地加快Au3+还原为Au0;另一方面形成的Au-S化合物也可导致催化剂失活。即H2S量的增大使得更多的Au3+被还原为Au0,同时形成的Au-S化合物覆盖在活性位点,使有效的活性组分降低进而导致Au Cl3/AC催化剂失活。二、Pp PD非金属催化剂催化乙炔氢氯化反应。该部分以对苯二胺(C6H8N2)为氮源,首先通过与过硫酸铵(APS)聚合反应形成Pp PD催化剂,由于加入APS的量不同,形成具有片状结构的非金属材料,最优比为C6H8N2:APS=2:1(摩尔比)时,Pp PD-2.0催化剂展现出较优的催化活性及稳定性;为验证S、N对乙炔氢氯化反应的协同作用,以片状结构的石墨烯为载体,对其进行氮改性进行对比,通过活性评价并结合BET、XPS等表征手段拓展了S、N对乙炔氢氯化反应的协同效应。三、PANI-AC非金属催化剂在乙炔氢氯化反应中的应用。为验证不同形态的氮的在乙炔氢氯化中的作用顺序,该部分以活性炭(AC)为载体,苯胺(C6H7N)为氮源,通过与APS聚合反应,进一步煅烧处理获得PANI-AC催化剂,通过调配AC与C6H7N的比例,发现一定范围内催化活性与氮含量呈正相关性,然后选择最优比例催化剂在不同煅烧温度下进而调变氮的形态,最终煅烧温度为900℃,AC:C6H7N=1:5(质量)时,催化剂最高转化率可达到76.27%,结合XPS表征验证了乙炔氢氯化反应中不同形态的氮的作用顺序为:吡咯氮石墨氮吡啶氮。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ222.423
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本文编号：1282299