近日，我校化学化工学院张海洋、张金利教授团队在乙炔氢氯化无汞催化剂的研发方面取得重要研究进展，研究结果以“Construction of Highly Dispersed Cu−P/Cl Active Sites Using Methyldiphenyloxophosphine for Efficient Acetylene Hydrochlorination”（利用二苯基氧膦配体构建高分散Cu−P/Cl活性位点并用于高效催化乙炔氢氯化）为题在化工领域杂志ACS Sustainable Chemistry & Engineering（中科院1区）发表。
聚氯乙烯(PVC)由氯乙烯单体(VCM)聚合而成，其具有优异的机械性能、耐酸耐碱性能、阻燃性和电绝缘性能，被广泛应用于各个领域。在煤炭资源丰富的地区，VCM主要采用电石乙炔法生产。但该方法需要活性炭负载的氯化汞为催化剂，其中的氯化汞成分毒性大，在反应过程中容易挥发，严重危害生态环境和人体健康。该研究团队进行了大量的无汞催化剂的研究工作，在非贵金属催化剂中，铜基催化剂具有较高的初始催化活性，为克服Cu基催化剂活性组分分散性低、活性组分不足等缺点，本工作利用配体与CuCl2前驱体之间的强相互作用，合成了几种15% Cu-Lx/AC乙炔氢氯化催化剂。甲基二苯基氧膦(MDPO)配体的引入有效地调节了金属中心的电子性质，这有助于构建以Cu1+/Cu2+为活性中心的高度分散的Cu−P/Cl局部结构。催化剂中活性组分的烧结可能是导致催化性能下降的主要原因之一。同时，所构筑的催化剂对C2H2和HCl分子的吸附活性增强，抗积碳性能提高。最优的催化剂(15% Cu8MDPO1/AC) 在180℃，乙炔空速(GHSV) (C2H2)为180 h−1、进料体积比(VHCl/VC2H2)为1.15的反应条件下，乙炔转化率可以达到稳定的97%，优于基准催化剂。在高空速下300 h的实验室试验和3414 h的工业单管侧线试验中，15% Cu8MDPO1/AC催化剂表现出优异的活性和稳定性，从环境、经济和应用前景方面为其他催化剂的构建提供了参考。
图1 15% Cu8MDPO1/AC催化剂的长期稳定性评价
本文的第一作者为化学化工学院2020级硕士研究生杨李洁，通讯作者为化学化工学院张海洋教授和张金利教授。近年来，该团队一直致力于氯碱化工领域无汞催化剂的开发，研究成果发表在Chinese Chemical Letters和ACS Sustainable Chemistry & Engineering等TOP期刊，相关研究得到了国家自然科学基金、教育部霍英东教育基金会高等院校青年教师基金、兵团中青年科技创新领军人才项目等项目的资助。
（通讯员：张海洋 张金利 郜建锐 巩芮君）
