「乙炔氢氯化无汞催化剂研究进展」
王明明，范宇睿，黄文君，徐浩淼，瞿赞，晏乃强
上海交通大学环境科学与工程学院，上海 200240
DOI：10.7502/j.issn.1674-3962.202401015
摘要：聚氯乙烯（PVC）是全球产量第三大的聚合物，而乙烯基氯化物是PVC的基本构建单元，催化乙炔氢氯化反应已被广泛应用于乙烯基氯化物的生产。高稳定性无汞催化剂（例如Au基催化剂）的研发对于实现乙炔氢氯化行业的绿色可持续具有重要的工业意义。用p-区（N）杂原子掺杂的贵金属单原子催化剂替代基于汞的催化剂已成为主流做法，在过去的几年中吸引了广泛的研究。N元素的掺杂可以解决催化剂失活和原子利用率低的根本问题，从而形成稳定的超细金属纳米颗粒甚至单原子催化剂，使该催化剂在乙炔氢氯化反应中表现出优异的催化性能。在此基础上，基于最新的理论和实验研究进展，全面回顾N元素调控的乙炔氢氯化催化剂的性质、性能和机制。讨论了催化剂结构与催化活性和稳定性的关系，总结出N掺杂单原子催化剂性能描述符，以强调设计催化剂的关键因素。最后，展望N元素调控催化剂的发展趋势。对性能提升机制和结构性能关系的深入了解可以为定向合成材料提供参考，从而促进乙炔氢氯化无汞催化剂的实际应用。
AC 和NC 负载的Ru 催化剂的TEM 照片和相应的催化性能(a)[42]; 不同元素调控的Au 催化剂的颗粒尺寸分布(b)[43] ; 随着Co添加量增加的N 掺杂碳材料的演变(c)[44] ; 具有不同官能团的催化剂上乙炔转化为氯乙烯单体的情况(d)[44] ; 溶液极性与乙炔转化之间的关系(e)[45]
TEM images and corresponding catalytic properties of AC- and NC-loaded Ru catalysts (a)[42] ; particle size distributions of Au catalysts tuned with different elements (b)[43] ; evolution of N-doped carbon materials with increasing Co additions (c)[44] ; conversion of acetylene to vinyl chloride monomer on catalysts with different functional groups (d)[44] ; relationship between the polarity of the prepared solutions and the conversion of acetylene (e)[45]
[引用格式]王明明，范宇睿，黄文君，等. 乙炔氢氯化无汞催化剂研究进展[J]. 中国材料进展, 2024, 43(9):796-806.
WANG M M, FAN Y R, HUANG W J, et al. Advances of Mercury-Free Catalysis for Acetylene Hydrochlorination[J]. Materials China, 2024, 43(9):796-806.
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