本文關(guān)鍵詞：乙炔氫氯化反應(yīng)Au催化毒化機(jī)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(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,其制備的關(guān)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(diǎn),C2H2與HCl反應(yīng)生成VCM以氯化汞(Hg Cl2)為催化劑實(shí)現(xiàn)乙炔氫氯化反應(yīng),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(shí)意義。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)貴金屬Au-基催化劑在乙炔氫氯化反應(yīng)中具有優(yōu)異的催化性能,但Au催化毒化機(jī)理尚未有研究報(bào)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(jī)理;其次,探究了S、N原子對乙炔氫氯化反應(yīng)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(chǔ),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(yīng)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(yīng)的失活機(jī)理,活性評價(jià)結(jié)果表明以H2S為毒物可導(dǎo)致乙炔氫氯化反應(yīng)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(dǎo)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(shí)形成的Au-S化合物覆蓋在活性位點(diǎn),使有效的活性組分降低進(jìn)而導(dǎo)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(yīng)。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(yīng)形成Pp PD催化劑,由于加入APS的量不同,形成具有片狀結(jié)構(gòu)的非金屬材料,最優(yōu)比為C6H8N2:APS=2:1(摩爾比)時(shí),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(yàn)證S、N對乙炔氫氯化反應(yīng)的協(xié)同作用,以片狀結(jié)構(gòu)的石墨烯為載體,對其進(jìn)行氮改性進(jìn)行對比,通過活性評價(jià)并結(jié)合BET、XPS等表征手段拓展了S、N對乙炔氫氯化反應(yīng)的協(xié)同效應(yīng)。三、PANI-AC非金屬催化劑在乙炔氫氯化反應(yīng)中的應(yīng)用。為驗(yàn)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(yīng),進(jìn)一步煅燒處理獲得PANI-AC催化劑,通過調(diào)配AC與C6H7N的比例,發(fā)現(xiàn)一定范圍內(nèi)催化活性與氮含量呈正相關(guān)性,然后選擇最優(yōu)比例催化劑在不同煅燒溫度下進(jìn)而調(diào)變氮的形態(tài),最終煅燒溫度為900℃,AC:C6H7N=1:5(質(zhì)量)時(shí),催化劑最高轉(zhuǎn)化率可達(dá)到76.27%,結(jié)合XPS表征驗(yàn)證了乙炔氫氯化反應(yīng)中不同形態(tài)的氮的作用順序?yàn)?吡咯氮石墨氮吡啶氮。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ222.423
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本文編號：1282299