大連化物所納米碳催化研究取得重要突破
我國是一個聚氯乙烯(PVC)生產和消耗大國，2013年生產1529.5萬噸，其中75%是由煤經電石法制得的乙炔再在氯化汞(HgCl2)催化劑作用下經過氫氯化反應過程生產而來。這一過程造成了大量的汞(俗稱“水銀”)排放，對環境造成嚴重的污染。聯合國2013年1月通過了旨在全球范圍內控制和減少汞排放的國際公約，規定2020年禁止生產和進出口含汞類產品，這給世界上，特別是印度和中國等發展中國家基于汞催化劑的聚氯乙烯產業帶來了巨大的壓力。
近年來，世界上很多國家競相進行重點攻關，試圖開發非汞催化劑，實現聚氯乙烯的無汞化生產。我所潘秀蓮研究員和包信和院士帶領的研究組，在對納米碳催化材料深入研究的基礎上，通過精確控制碳化硅材料的處理過程，在其界面制造納米碳結構，并采用氨化等方法實現了氮原子在碳結構中原位摻雜。在碳化硅表面形成的這種氮摻雜的類石墨烯材料(SiC@N-C)顯示了優良的直接催化乙炔氫氯化的性能。在傳統氯化汞催化過程相同的進料空速條件下，該SiC@N-C催化劑上乙炔的單程轉化率為80%，氯乙烯的選擇性為98%，催化劑經150小時實驗顯示出了出色的穩定性能。該項研究為無汞催化劑的研制打下了很好的基礎，為最終實現聚氯乙烯的無汞化生產開辟了一條嶄新的途徑。
該項目得到了科技部973項目和國家自然科學基金委的支持。
推薦
