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以三氯乙烯为供氢剂将四氯化碳转化为氯仿

2021-03-08姜亚光王瑞康王倩李春喜

化工进展 2021年2期
关键词:催化剂

姜亚光,王瑞康,王倩,李春喜

(1 北京化工大学化学工程学院,北京100029;2 生态环境部对外合作与交流中心,北京100035)

四氯化碳(carbon tetrachloride, CTC)是甲烷氯化物(chlorinated methanes,CMs)生产过程的副产物,也是一种消耗臭氧层物质(ozone-depleting substance,ODS)。CTC 为受控化学品,只能作为生产非ODS 的原料使用[1-3]。为了履行保护臭氧层公约,淘汰CTC 的生产和消费,CMs 生产企业必须将其副产CTC 焚烧或转化为非ODS 物质[4]。CTC 主要用于生产四氯乙烯[5-6]、一氯甲烷[7-8]、氯仿[9-13]、肉桂酸[14]、二苯甲酮[15-16]、四氯丙烷[17-18]、五氯丙烷[19-20]、四氟丙烯[21]、四氯丙烯[22]和六氟丁二烯等[23]。另外,还有一些CTC 新原料用途的报道,如用于制备CS2[24]、高交联聚苯乙烯[25]、石墨烯[26]、含氮碳材料[27]、四氯丁氰[27]、二叔丁基羟基苯甲酸[28]和甲基二氯化磷[29]等。目前,CTC 的工业转化技术面临诸多困难。例如,CTC 裂解生产四氯乙烯会产生大量难处理的固体危废;CTC转一氯甲烷的催化剂寿命短;CTC 催化加氢转氯仿需要贵金属催化剂[13,30]。因此,如何实现CTC的高效经济转化仍是CMs 生产企业急需解决的技术难题。

在众多CTC 转化技术中,生产氯仿可以最大程度地利用其氯原子,具有更高的原子经济性。而且,氯仿也是一种重要的CMs 产品,该技术有助于实现CTC 的资源化循环利用。因此,CTC 催化加氢转氯仿的技术研究受到了人们的广泛关注。20 世纪70 年代,Weiss 等[31]采用Pt/Al2O3催化剂研究了CTC的气相催化加氢,转化率只有8%。将Pt/Al2O3用NH4Cl溶液预处理,CTC的转化率和氯仿选择性可分别达到90%和75%,但催化剂寿命短[32]。2000 年,Gomez-Sainero 等[33]研究了载体和VIII 族金属对CTC 液相加氢的影响,发现钯碳催化剂具有最好的催化活性和选择性。……

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