本文關(guān)鍵詞：Cs基催化劑的脫氯穩(wěn)定性與堿性作用機(jī)制及其在合成偏二氯乙烯中應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 偏二氯乙烯 1 1 2-三氯乙烷 氣相法 催化劑

【摘要】：偏二氯乙烯(VDC)的聚合物PVDC被譽(yù)為“綠色”包裝材料。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)以及人們生活水平提高,人們對(duì)食品安全越來(lái)越重視,導(dǎo)致偏二氯乙烯的需求量迅速增加。目前,工業(yè)上生產(chǎn)偏二氯乙烯主要采用NaOH皂化工藝對(duì)1,1,2-三氯乙烷(TCE)脫除HC1,會(huì)產(chǎn)生大量高鹽有機(jī)廢水,面臨巨大的環(huán)保問(wèn)題。TCE氣相催化脫HCI生產(chǎn)VDC具有低污染和產(chǎn)物容易分離等的優(yōu)點(diǎn),逐漸成為該領(lǐng)域內(nèi)研究熱點(diǎn)。氣相裂解TCE制備VDC的關(guān)鍵是催化劑研發(fā)。目前,研究較多的是Cs基催化劑,但一般是失活嚴(yán)重,壽命短。此外,催化劑的酸堿性會(huì)對(duì)TCE氣相催化脫HCI的產(chǎn)物分布具有重要的影響,但很少文獻(xiàn)系統(tǒng)研究堿性作用機(jī)制。本論文圍繞TCE氣相催化脫HCI制備VDC的催化劑穩(wěn)定性,以及催化劑堿性在脫氯過(guò)程中的作用機(jī)制等問(wèn)題,主要開(kāi)展了3方面的研究：1.采用浸漬法制備CsNO3/SiO2催化劑,用于氣相催化裂解TCE制VDC反應(yīng),考察了反應(yīng)溫度對(duì)CsNO3/SiO2催化劑失活的影響。研究發(fā)現(xiàn),較低反應(yīng)溫度(350℃)時(shí)CsNO3/SiO2催化劑容易失活,較高反應(yīng)溫度(400℃)時(shí)催化劑活性較高且不易失活。反應(yīng)后CsNO3/SiO2催化劑中CsNO3物種轉(zhuǎn)變?yōu)镃sCl,催化劑表面存在積炭,但這些不是導(dǎo)致催化劑失活的主要原因。含氯反應(yīng)產(chǎn)物在低溫反應(yīng)時(shí)難以從催化劑表面脫附,是催化劑失活主因。這些高溫能夠使含氯反應(yīng)產(chǎn)物脫附,從而使低溫反應(yīng)失活的催化劑再生。400 ℃C為較理想反應(yīng)溫度,在CsNO3/SiO2催化劑100 h壽命試驗(yàn)中,TCE轉(zhuǎn)化率和VDC選擇性分別穩(wěn)定為98%和78%,具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。2.以Si02為載體,通過(guò)浸漬法制備一系列M/SiO2(M=CsCl、KCl、 NaCl和ZnC12)催化劑,用于氣相催化裂解TCE合成VDC,并結(jié)合多種物理化學(xué)表征考察了催化劑的堿性對(duì)反應(yīng)的影響,重點(diǎn)考察了催化劑堿性對(duì)氣相裂解TCE脫HCI合成VDC的影響。通過(guò)CO2-TPD和NH3-TPD表面酸堿性表征可知CsCl/SiO2催化劑的堿性最強(qiáng),NaCl/SiO2催化劑的堿性最弱。紅外和XPS表征可以得出,CsCl/SiO2催化劑中生成了Si-O-Cs鍵,是其堿性增強(qiáng)的主要原因。通過(guò)系統(tǒng)研究“偏二氯乙烯選擇性與堿性之間關(guān)系”,表明催化劑堿性是TCE脫氯生成VDC關(guān)鍵因素,增加催化劑堿性有利于VDC生成。3.以Si02為載體,通過(guò)浸漬法制備一系列Cs-Mg雙組份催化劑,考察不同配比量、反應(yīng)溫度等對(duì)氣相裂解TCE的產(chǎn)物分布影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相同預(yù)處理溫度和反應(yīng)溫度下Cs含量越高的催化劑VDC選擇性越高,而Mg含量越高cis-DCE選擇性越高；反應(yīng)溫度升高會(huì)使VDC和cis-DCE選擇性降低,但trans-DCE選擇性增加。由此可以推論,通過(guò)調(diào)變催化劑組成和反應(yīng)溫度等,能夠控制三種主要產(chǎn)物的組成比例(VDC, cis-DCE和trans-DCE) 。
【關(guān)鍵詞】：偏二氯乙烯 1 1 2-三氯乙烷 氣相法 催化劑
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 本論文涉及的主要反應(yīng)和化合物11-14
• 1.2.1 本論文涉及的的主要反應(yīng)11-12
• 1.2.2 1,1,2-三氯乙烷的物化性質(zhì)12-13
• 1.2.3 偏二氯乙烯的物化性質(zhì)13
• 1.2.4 1.2-二氯乙烯的物化性質(zhì)13-14
• 1.3 偏二氯乙烯的生產(chǎn)方法14-23
• 1.3.1 乙烷氯化法14
• 1.3.2 1,2-二氯乙烷氯化法14-15
• 1.3.3 氯乙烯氯化法15
• 1.3.4 氯乙烯氫氯化法15-16
• I.3.5 1,1,2-三氯乙烷氣相催化脫氯化氫法16-23
• 1.4 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.4.1 選題意義23-24
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分25-31
• 2.1 催化劑的制備25-26
• 2.1.1 化學(xué)試劑25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備25-26
• 2.1.3 催化劑載體26
• 2.1.4 催化劑的制備26
• 2.2 催化劑的相關(guān)表征26-28
• 2.2.1 熱重分析(TGA)26
• 2.2.2 NO質(zhì)譜表征26-27
• 2.2.3 X-射線粉末衍射分析(XRD)27
• 2.2.4 氧氣-程序升溫控制(O_2-TPD)27
• 2.2.5 二氧化碳-程序升溫控制(CO_2-TPD)27
• 2.2.6 氨氣-程序升溫控制(NH_3-TPD)27-28
• 2.2.7 傅里葉紅外(FTIR)28
• 2.2.8 X射線光電子能譜(XPS)28
• 2.3 催化劑活性評(píng)價(jià)28-30
• 2.3.1 考評(píng)催化劑性能的三要素28-29
• 2.3.2 催化劑評(píng)價(jià)流程及裝置29-30
• 2.4 典型氣相色譜圖30-31
• 第三章 氣相合成偏二氯乙烯的高穩(wěn)定CsNO_3/SiO_2催化劑31-48
• 3.1 引言31-32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-33
• 3.2.1 催化劑的制備32-33
• 3.2.2 催化劑表征33
• 3.2.3 催化劑活性及再生測(cè)試33
• 3.3 結(jié)果與討論33-46
• 3.3.1 催化劑的熱重表征33-34
• 3.3.2 催化劑的NO質(zhì)譜表征34-36
• 3.3.3 預(yù)處理溫度影響36-37
• 3.3.4 Cs負(fù)載量影響37-39
• 3.3.5 反應(yīng)空速影響39-40
• 3.3.6 反應(yīng)溫度影響40-41
• 3.3.7 催化劑穩(wěn)定性測(cè)試41-42
• 3.3.8 催化劑失活原因42-45
• 3.3.9 催化劑再生45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 催化劑堿性對(duì)三氯乙烷脫氯化氫的影響48-61
• 4.1 引言48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分48-49
• 4.2.1 催化劑的制備48-49
• 4.2.2 催化劑表征49
• 4.2.3 催化劑活性測(cè)試49
• 4.3 結(jié)果與討論49-59
• 4.3.1 堿金屬催化劑表面酸堿性表征49-51
• 4.3.2 催化劑的紅外(FTIR)表征51
• 4.3.3 催化劑的XPS表征51-53
• 4.3.4 負(fù)載量對(duì)CsCl/SiO2催化劑上TCE脫氯影響53-54
• 4.3.5 反應(yīng)溫度對(duì)CsCl/SiO_2催化劑上TCE脫氯影響54-56
• 4.3.6 不同堿金屬催化劑對(duì)TCE脫HCl的影響56-58
• 4.3.7 偏二氯乙烯選擇性與堿性之間關(guān)系58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 Cs-Mg雙組分催化劑上氣相裂解TCE研究61-69
• 5.1 引言61-62
• 5.2 實(shí)驗(yàn)62
• 5.2.1 催化劑的制備62
• 5.2.2 催化劑活性測(cè)試62
• 5.3 結(jié)果與討論62-68
• 5.3.1 400℃下Cs-Mg催化劑對(duì)TCE脫HCl的影響62-65
• 5.3.2 500℃下Cs-Mg催化劑對(duì)TCE脫HCl的影響65-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-78
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果78-79
• 致謝79-81

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