硅和磷及鈣對(duì)低金含量乙炔氫氯化非汞催化劑的修飾研究.pdf

1、目前，乙炔制備氯乙烯工業(yè)生產(chǎn)過程中，主要使用的是含汞催化劑，然而汞的毒性對(duì)人類和環(huán)境都有嚴(yán)重的危害，因此亟需研究一種環(huán)境友好并且對(duì)人類危害較小的催化劑替代含汞催化劑。
　　本文選用超聲輔助浸漬法制備了Au/Si-AC、Au/P-AC以及Au-Ca/AC型催化劑，將其用于乙炔與氯化氫制備氯乙烯的催化反應(yīng)，初步研究了正硅酸四乙酯、磷酸、氯化鈣三種物質(zhì)的添加對(duì)低金含量無汞催化劑性能的影響，此外，分別研究了Si、P和Ca修飾量對(duì)低金催化劑

2、催化性能的影響，與此同時(shí)采用XRD、BET、SEM、TEM、XPS、H2-TPR以及TG表征。得到下面結(jié)果:
　　(1) Au/Si-AC催化劑中通過Si的氧化物修飾的催化劑的XRD與TEM表征實(shí)驗(yàn)表明，可以減少Au0相和金納米粒子團(tuán)聚。BET表征實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，8h活性反應(yīng)活性測(cè)試后的硅修飾的Au/Si-AC催化劑的比表面積與反應(yīng)后單金催化劑相比下降的較少，表明硅修飾的Au/Si-AC催化劑在催化反應(yīng)過程載體的孔道結(jié)構(gòu)破壞較輕。T

3、G實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)表明硅修飾的Au/Si-AC催化劑可以減少積碳的形成。H2-TPR實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)修飾后的Au/Si-AC催化劑中Au3+→Au0的還原溫度變?yōu)?80.4℃，與未修飾的催化劑Au/AC中Au3+→Au0的還原溫度363.3℃相比向高溫方向移動(dòng)了17.1℃，并且發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后的硅修飾的Au/Si-AC催化劑中Au3+物種的相對(duì)百分比含量為16％，高于反應(yīng)后的未修飾的Au/AC催化劑中的Au3+物種含量(11％)，表明通過Si的氧化物修飾

4、可使得Au/Si-AC催化劑中Au3+更難被還原。
　　(2)磷修飾的Au/P-AC催化劑的1h后乙炔的轉(zhuǎn)化率達(dá)到71.4％，選擇性高達(dá)99％，與未修飾的單金催化劑Au/AC的1h后乙炔的轉(zhuǎn)化率達(dá)到47.4％，選擇性97.4％，選擇性提高1.6％，而轉(zhuǎn)化率相比提高了26％，并且8h活性反應(yīng)活性測(cè)試后磷修飾的Au/P-AC催化劑中Au3+物種的相對(duì)百分比含量為13％，也稍高于反應(yīng)后的未加修飾的單金Au/AC催化劑中Au3+物種相對(duì)含

5、量(11％)，說明通過磷的氧化物修飾可以提高Au/AC催化劑的初始活性。TG表征實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，添加磷的氧化物也可以減少積碳的形成。
　　(3)催化劑中添加CaCl2形成的Au-CaCl2AC催化劑在8h活性反應(yīng)活性測(cè)試后相比未添加的Au/AC催化劑，催化活性提高了11％。XRD與TEM表征實(shí)驗(yàn)表明，添加CaCl2形成的Au-CaCl2/AC催化劑可以減少Au0相和金納米粒子團(tuán)聚。TG實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，添加氯化鈣可以減少積碳的形