炭载体的孔结构对金催化剂的乙炔氢氯化性能影响

发布时间：2020-11-17 01:02

　　 随着环保要求的提高,涉汞催化剂的替代已成为电石法聚氯乙烯产业发展的瓶颈,金被认为是最有望代替氯化汞应用于乙炔氢氯化反应合成氯乙烯的催化剂。本论文对商品活性炭的孔结构、炭材料的孔结构调控、氮掺杂中孔淀粉对炭载金催化剂的影响进行了研究,关联了炭材料的孔径尺寸、孔结构、氮掺杂等因素与乙炔氢氯化催化性能之间的关系,主要取得以下结果:1.研究了活性炭载体的来源及中孔比例对负载金催化剂的性能影响,发现椰壳炭负载金催化剂的性能最好;在一定的中孔比例范围内,活性炭的中孔比例和负载金催化剂的性能之间呈现火山型趋势,CCl_4值为60的活性炭负载金催化剂的性能最好。2.研究了中孔炭载体的孔结构及孔径尺寸对负载金催化剂的催化性能影响,发现对中孔炭而言,孔道结构比孔径尺寸影响更大;和有序中孔炭相比,无序中孔炭负载金催化剂的性能相对较好。中孔炭的孔径尺寸和负载金催化剂的性能关联不大。3.研究了中孔淀粉炭的氮掺杂对负载金催化剂的性能影响,发现氮掺杂的中孔炭负载金催化剂的活性及稳定性有所提高,氮原子能有效的锚定活性组分Au~(3+),抑制Au~(3+)的还原,从而提高催化剂的稳定性。
【学位单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O621.251
【部分图文】：

氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称 PVC），是由氯乙烯单体（vinyl chloride mo聚合而成的高分子化合物。PVC 是世界上五大通用树脂材料（聚乙烯、聚聚苯乙烯和聚丙烯）之一，是第二大通用性合成树脂。PVC 是一种性能优良聚合材料，它具有优异的物理、化学和机械性能，在工业、农业、包装等行的用途。氯乙烯（VCM）可以作为合成聚氯乙烯的单体，对它的深入研究要意义[1-3]。乙烯单体的生产工艺主要有两条路线：基于煤化工的乙炔氢氯化法和基于石氧氯化法[4-7]。其中，电石乙炔法是实现最早工业化的氯乙烯生产技术。其a）石灰石和煤炭等原料一定条件下生产电石（CaC2）；（b）电石（CaC2）乙炔（C2H2）；（c）乙炔与氯化氢在催化剂作用下发生加成反应生成 VCM化反应，简称乙炔法或电石法。乙炔法合成氯乙烯流程图见图 1-1。

江工业大学硕士学位论文 第二章 实验部（2）高温处理 将活性炭干燥后，氮气气氛下，置于管式炉中，程序升温到所需温（未指明温度的为 600oC），恒温 2 h，然后在氮气气氛下冷却到室温，氮气流量为 mL/min，升温速率为 10oC/min。2.2.3 负载型金催化剂的制备负载型金催化剂的制备采用浸渍法，催化剂的制备流程图如下（图 2-1）：

图 2-2 常压乙炔氢氯化反应装置流程图[3]Fig.2-2 Schematic diagram of equipment for acetylene hydrochlorination under atmospheric pressure2.4.2 催化剂活性评价催化剂的活性评价实验是在固定床连续流动反应器中进行。反应管是内径为 10mm 的不锈钢管。将 2.0 mL 催化剂、2.0 mL 石英砂混合均匀后装入反应管中，在氮气气氛条件下（22.0 mL/min）升温至 180oC（升温速率为 10oC/min）后切换成 HCl 气体，对样品进行活化，活化时间为 1 h。随后切换成乙炔和氯化氢的混合气体进行反应。乙炔和氯化氢体积比为 1:1.1，各种气体均为常压气体，乙炔气体的流量大小为 20 mL/min，氯化氢气体的流量大小为 22.0 mL/min，乙炔体积空速（GHSV：600 h-1）。反应后气体经氢氧化钠溶液吸收未完全反应掉的氯化氢后通过六通阀进样，用气相色谱检测气体组成，乙炔的转化率（YA）及氯乙烯的选择性（SVCM）分别按照以下公式计算得到：
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本文编号：2886887