氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的助劑效應與載體效應研究.pdf

1、聚氯乙烯是世界五大通用塑料之一，被廣泛應用于許多領域。氯乙烯作為聚氯乙烯的單體，可以通過乙炔氫氯化，乙烯氧氯化，乙烷氧氯化三種工藝生產。乙炔氫氯化最明顯的缺點是高能耗，高污染。在發(fā)達國家，乙炔氫氯化已經被乙烯氧氯化取代。雖然乙烯氧氯化在石油資源豐富的國家有一定的優(yōu)勢，但世界范圍內的石油資源日漸緊缺，也導致乙烯氧氯化的成本在不斷的攀升。乙烷氧氯化采用乙烷為原料，生產工藝簡單。乙烷氧氯化是最經濟，最環(huán)保的生產工藝。但缺乏高性能催化劑限制了乙

2、烷氧氯化在工業(yè)上的應用。因而乙烷氧氯化催化劑的研究十分重要。本文以氯化鐵為活性組分，采用浸漬法制備了一系列氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑。對常見的堿金屬和堿土金屬進行篩選，從中選出最好的堿金屬/堿土金屬助劑。詳細研究了氯化鉀助劑的助劑效應以及不同混合載體對氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的載體效應。利用正交試驗研究了不同反應條件對催化劑性能的影響。
　　本研究主要內容包括：⑴對常見的堿金屬和堿土金屬進行篩選，從中選出最好的堿金屬/堿土金屬助劑。

3、發(fā)現(xiàn)堿金屬鹽/堿土金屬鹽助劑對氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑有顯著的影響。添加助劑后的催化劑乙烷轉化率明顯提高，氯乙烯選擇性同樣明顯升高。并且，氯化鉀助劑的助劑作用最為明顯。⑵研究了氯化鉀助劑對氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的助劑效應。發(fā)現(xiàn)催化劑的乙烷轉化率和氯乙烯選擇性均隨著鉀鐵摩爾比x(0≤x≤2)的增加而增加。催化劑的活性明顯提高以及各種表征手段的結果證明了催化劑活性組分的變化（FeCl3→KFeCl4）。在此基礎上，本文嘗試提出部分反應機理

4、，認為KFeCl4比FeCl3具有更高的氯氣釋放能力，最終導致了催化劑性能的提高。⑶研究了不同載體混合對氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的載體效應。發(fā)現(xiàn)二氧化鈰/二氧化鋯-氧化鋁混合載體催化劑中，二氧化鋯-氧化鋁混合載體催化劑表現(xiàn)更佳。多種表征手段，如XRD、XPS、拉曼光譜等，證明了二氧化鋯和氧化鋁之間發(fā)生相互作用，部分Al3+進入二氧化鋯晶格，導致二氧化鋯晶胞塌縮。這種相互作用有利于乙烷氧氯化活性的提高。⑷對催化性能最好的FeK2和Zr50