【摘要】：聚氯乙烯(PVC)是氯堿行業(yè)的重要支柱產(chǎn)品,應(yīng)用尤為廣泛。氯乙烯(VCM)是生產(chǎn)合成PVC不可替代的原料。由于“貧油、富煤”的能源格局,我國(guó)生產(chǎn)VCM的主要工藝為乙炔氫氯化法,而催化劑是此工藝的關(guān)鍵。但是,工業(yè)中常采用的HgCl2/C催化劑污染大,威脅著人類及環(huán)境,且汞資源嚴(yán)重匱乏。因此,開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型的乙炔氫氯化無(wú)汞催化劑是整個(gè)PVC行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。目前,乙炔氫氯化無(wú)汞催化劑的研究已受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,尤其是貴金屬無(wú)汞催化劑的研究。研究者發(fā)現(xiàn),在一定條件下,貴金屬Pd基催化劑的催化活性已達(dá)到工業(yè)水平,但其壽命和穩(wěn)定性尚不理想,所以,如何提高Pd基催化劑的穩(wěn)定性及壽命是此類催化劑研究的主要方向。因此,本論文采用超聲輔助-浸漬法制備了金屬改性的Pd/活性炭催化劑,在反應(yīng)溫度為160oC,總空速為120 h-1,V(HCl):V(C2H2)=1.15的條件下,考察了金屬助劑的種類、含量及助劑與活性組分鈀的浸漬方式對(duì)Pd/活性炭催化劑催化性能的影響,研究了單金屬、雙金屬改性的Pd/活性炭催化劑的催化性能,并結(jié)合相應(yīng)的表征手段,探究了金屬助劑改性的Pd基催化劑的失活原因以及影響其催化劑催化性能的原因,從而找到提高貴金屬Pd基催化劑的壽命和穩(wěn)定性的方法。本論文主要研究結(jié)果如下:(1)考察了金屬助劑(堿金屬、堿土金屬、稀土金屬以及過(guò)渡金屬)與Pd的浸漬方式對(duì)催化劑催化性能的影響,結(jié)果顯示:堿金屬(Li、Na、K)、堿土金屬(Ca、Mg、Ba)、稀土金屬(La、Ce)及過(guò)渡金屬(Fe、Cu、Zn)改性均能影響Pd/活性炭催化劑的催化性能,且最適宜的浸漬方式分別為:Pd與Li共浸漬、先浸漬Ca后浸漬Pd、先浸漬La后浸漬Pd和先浸漬Pd后浸漬Zn。(2)研究了金屬助劑(Li、Ca、La、Zn)含量對(duì)Pd基催化劑催化性能的影響以及催化劑失活原因,結(jié)果發(fā)現(xiàn):Li、Ca、La、Zn改性Pd基催化劑的最適宜含量分別為0.5%、3.0%、3.0%、1.0%,其改性促進(jìn)了催化劑中活性鈀物種的分散,減少了催化劑表面積碳量,從而改善了催化劑的催化性能,且其改性鈀基催化劑的作用效果優(yōu)劣順序?yàn)?LiZnCaLa;另外,積碳和鈀物種的還原是鈀基催化劑失活的主要原因,Li的改性均可抑制此過(guò)程。(3)在前期工作的基礎(chǔ)上,探究了雙金屬助劑改性的Pd基催化劑的催化性能,結(jié)果顯示:催化劑La3.0-Pd0.5-Zn1.0/C、Ca3.0-Pd0.5-Zn1.0/C中La-Zn、Ca-Zn發(fā)揮了拮抗作用,不利于活性組分的分散,降低了催化劑催化活性;催化劑La3.0Ca3.0-Pd0.5/C、La3.0-Pd0.5Li0.5/C、Ca3.0-Pd0.5Li0.5/C、Pd0.5Li0.5-Zn1.0/C中La-Ca、Li-La、Li-Ca、Li-Zn則起到了協(xié)同作用,改善活性組分分散,增強(qiáng)了活性組分與載體間作用力,提升了催化劑穩(wěn)定性;六組雙金屬改性Pd基催化劑的作用效果優(yōu)劣順序?yàn)?Li與ZnLi與LaLi與CaLa與CaCa與ZnLa與Zn。(4)探究了雙金屬改性對(duì)Pd基催化劑催化性能影響的原因,結(jié)果顯示:在Li與La、Li與Ca、Li與Zn改性的催化劑La3.0-Pd0.5Li0.5/C、Ca3.0-Pd0.5Li0.5/C、Pd0.5Li0.5-Zn1.0中,La、Ca、Zn的改性,均可提高催化劑的初活性,Li的改性改善了催化劑的穩(wěn)定性及壽命;另外,其催化劑的活性鈀物種主要為PdO,其具有較高的分散性,增多活性點(diǎn)位Pd2+,一定程度上抑制了催化劑制備過(guò)程中鈀物種的還原。從而提升了催化劑的穩(wěn)定性及壽命。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;TQ222.423

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2301346