乙炔氢氯化反应贵金属无汞催化剂研究进展
2021-03-31吴广文
工业催化 2021年1期
关键词:催化剂
祝 航,吴广文,王 波,杨 尧
(武汉工程大学化工与制药学院,湖北省新型反应器与绿色化工重点实验室,湖北 武汉 430073)
聚氯乙烯(PVC)是产量仅次于聚乙烯和聚丙烯的聚合物,在建筑行业、包装、电气和服装行业中应用广泛[1]。我国由于能源分布不均,主要采用电石乙炔法生产氯乙烯,截止2017年PVC生产能力已达到约23 000 kt,其中约80%的PVC生产来自乙炔路线,约占全球PVC生产能力的40%[2-3]。
活性炭负载的氯化汞催化剂是生产氯乙烯常用催化剂,也是唯一实现工业化的催化剂[4]。然而,高效的氯化汞催化剂有明显缺陷:汞污染。根据联合国环境规划署“关于汞的水俣公约”的要求,到2020年,单位产量汞的使用量应比2010年减少50%,基于现有无汞催化剂在技术和经济上的可行性,5年后,工业将禁止使用汞。对含汞催化剂的依赖一直是制约PVC行业发展的瓶颈,急需研发环境友好型无汞催化剂替代氯化汞催化剂,解决PVC行业发展的困境。
无汞催化剂已经取得一定的进展,并逐步由实验室研发到中试。本文结合近年来的研究成果,着重概述了乙炔氢氯化反应贵金属无汞催化剂的活性组分、载体及失活与再生。
1 贵金属无汞催化剂活性组分
Nkosi B等[5]首次将负载型金属氯化物催化剂的催化活性与标准电极电位相关联,而不是金属阳离子的电子亲和力,并预测Au具有比Hg更高的电极电位,是替代汞的最佳贵金属催化剂。大量研究者展开对金基催化剂的研究,并逐渐由单组分到二元甚至多元催化体系,乙炔氢氯化反应无汞催化剂的发展取得了有价值的成果。……
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