氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的助劑效應(yīng)與載體效應(yīng)研究.pdf

1、聚氯乙烯是世界五大通用塑料之一，被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)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(chǎn)。乙炔氫氯化最明顯的缺點(diǎn)是高能耗，高污染。在發(fā)達(dá)國(guó)家，乙炔氫氯化已經(jīng)被乙烯氧氯化取代。雖然乙烯氧氯化在石油資源豐富的國(guó)家有一定的優(yōu)勢(shì)，但世界范圍內(nèi)的石油資源日漸緊缺，也導(dǎo)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(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。乙烷氧氯化是最經(jīng)濟(jì)，最環(huán)保的生產(chǎn)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(yīng)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(duì)常見的堿金屬和堿土金屬進(jìn)行篩選，從中選出最好的堿金屬/堿土金屬助劑。詳細(xì)研究了氯化鉀助劑的助劑效應(yīng)以及不同混合載體對(duì)氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的載體效應(yīng)。利用正交試驗(yàn)研究了不同反應(yīng)條件對(duì)催化劑性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)常見的堿金屬和堿土金屬進(jìn)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(duì)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(zhuǎn)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(duì)氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的助劑效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)催化劑的乙烷轉(zhuǎn)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(jié)果證明了催化劑活性組分的變化（FeCl3→KFeCl4）。在此基礎(chǔ)上，本文嘗試提出部分反應(yīng)機(jī)理

4、，認(rèn)為KFeCl4比FeCl3具有更高的氯氣釋放能力，最終導(dǎo)致了催化劑性能的提高。⑶研究了不同載體混合對(duì)氯化鐵基乙烷氧氯化催化劑的載體效應(yīng)。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(jìn)入二氧化鋯晶格，導(dǎo)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(duì)催化性能最好的FeK2和Zr50