乙炔氢氯化反应非汞催化剂的研究

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乙炔氢氯化反应是工业制取氯乙烯的重要反应,氯化汞是最常用和有效的催化剂。但氯化汞的毒性给环境安全和人类健康带来隐患,因而工业上急需非汞催化剂来代替含汞催化剂。本文主要以氯金酸或者氯金酸与稀土元素氯化物为前驱体,不同孔结构的椰壳炭为载体,采用等体积浸渍法制备了活性炭负载的单金属金催化剂或稀土-金双金属催化剂,并将其用于乙炔氢氯化反应,主要工作与结论如下:(1)载体的孔道结构直接影响催化剂的反应活性,过窄的微孔结构易堵塞孔道,使比表面积下降,催化活性降低;适当孔道结构既有利于活性组分的分散也有利于反应物和产物的扩散,活性较高;中孔孔径催化剂稳定性高,但易产生副产物二氯乙烷;催化剂在较高温度下制备,会导致大量Au3+被还原为Au0,使催化剂的活性降低。(2)和180℃下干燥得到的样品相比,真空干燥条件下制备的催化剂活性金物种比较多,催化活性和稳定性更好。原因是在该条件下,活性物种金能够以高价态和更小的晶粒尺寸分散在载体的孔道中,使得反应活性位增加。(3)金催化剂中加入La和Sm能够抑制乙炔氢氯化反应的进行,加入Ce能够显著促进该反应的发生,使得反应活性提高近一倍,加入Nd对该反应没有明显的作用;稀土金双金属催化剂初始活性越大,失活速率越快;稀土元素的加入可能提高了高价金的还原温度,从而影响了催化活性。
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