本文關鍵詞：乙炔氫氯化反應Au催化毒化機理及非金屬催化劑研究

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【摘要】：聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)樹脂廣泛應用于國民經濟的各個領域,其制備的關鍵是合成氯乙烯單體(Vinylchloride monomer,VCM),基于我國“富煤,貧油,少氣”的能源分布特點,C2H2與HCl反應生成VCM以氯化汞(Hg Cl2)為催化劑實現(xiàn)乙炔氫氯化反應,然而隨著全球汞污染防控政策的步步緊逼和汞資源的日漸枯竭。因此,開發(fā)綠色高效無汞催化劑具有重要的現(xiàn)實意義。經研究發(fā)現(xiàn)貴金屬Au-基催化劑在乙炔氫氯化反應中具有優(yōu)異的催化性能,但Au催化毒化機理尚未有研究報道,因此本文首先以H2S為毒物探究了其對金屬催化劑(Au Cl3/AC)的毒化機理;其次,探究了S、N原子對乙炔氫氯化反應中非金屬催化劑聚對苯二胺(Pp PD)的影響;最后以非金屬催化劑氮改性的活性炭(PANI-AC)為基礎,探究了不同形態(tài)的氮在乙炔氫氯化中的作用順序。一、H2S為毒物對乙炔氫氯化反應中Au Cl3/AC催化劑催化活性的影響。該部分探究了不同含量的H2S對1%Au Cl3/AC催化活性的影響及相應的失活機理,活性評價結果表明以H2S為毒物可導致乙炔氫氯化反應中的Au Cl3/AC催化劑的不可逆失活;失活原因一方面歸因于H2S的加入可有效地加快Au3+還原為Au0;另一方面形成的Au-S化合物也可導致催化劑失活。即H2S量的增大使得更多的Au3+被還原為Au0,同時形成的Au-S化合物覆蓋在活性位點,使有效的活性組分降低進而導致Au Cl3/AC催化劑失活。二、Pp PD非金屬催化劑催化乙炔氫氯化反應。該部分以對苯二胺(C6H8N2)為氮源,首先通過與過硫酸銨(APS)聚合反應形成Pp PD催化劑,由于加入APS的量不同,形成具有片狀結構的非金屬材料,最優(yōu)比為C6H8N2:APS=2:1(摩爾比)時,Pp PD-2.0催化劑展現(xiàn)出較優(yōu)的催化活性及穩(wěn)定性;為驗證S、N對乙炔氫氯化反應的協(xié)同作用,以片狀結構的石墨烯為載體,對其進行氮改性進行對比,通過活性評價并結合BET、XPS等表征手段拓展了S、N對乙炔氫氯化反應的協(xié)同效應。三、PANI-AC非金屬催化劑在乙炔氫氯化反應中的應用。為驗證不同形態(tài)的氮的在乙炔氫氯化中的作用順序,該部分以活性炭(AC)為載體,苯胺(C6H7N)為氮源,通過與APS聚合反應,進一步煅燒處理獲得PANI-AC催化劑,通過調配AC與C6H7N的比例,發(fā)現(xiàn)一定范圍內催化活性與氮含量呈正相關性,然后選擇最優(yōu)比例催化劑在不同煅燒溫度下進而調變氮的形態(tài),最終煅燒溫度為900℃,AC:C6H7N=1:5(質量)時,催化劑最高轉化率可達到76.27%,結合XPS表征驗證了乙炔氫氯化反應中不同形態(tài)的氮的作用順序為:吡咯氮石墨氮吡啶氮。
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ222.423
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本文編號：1282299