我國是一個(gè)聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)和消耗大國，2013年生產(chǎn)1529.5萬噸，其中75%是由煤經(jīng)電石法制得的乙炔再在氯化汞（HgCl2）催化劑作用下經(jīng)過氫氯化反應(yīng)過程生產(chǎn)而來。這一過程造成了大量的汞（俗稱“水銀”）排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。聯(lián)合國2013年1月通過了旨在全球范圍內(nèi)控制和減少汞排放的國際公約，規(guī)定2020年禁止生產(chǎn)和進(jìn)出口含汞類產(chǎn)品，這給世界上，特別是印度和中國等發(fā)展中國家基于汞催化劑的聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的壓力。
近年來，世界上很多國家競(jìng)相進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，試圖開發(fā)非汞催化劑，實(shí)現(xiàn)聚氯乙烯的無汞化生產(chǎn)。中科院大連化學(xué)物理研究所潘秀蓮研究員和包信和院士帶領(lǐng)的研究組，在對(duì)納米碳催化材料深入研究的基礎(chǔ)上，通過精確控制碳化硅材料的處理過程，在其界面制造納米碳結(jié)構(gòu)，并采用氨化等方法實(shí)現(xiàn)了氮原子在碳結(jié)構(gòu)中原位摻雜。在碳化硅表面形成的這種氮摻雜的類石墨烯材料（SiC@N-C）顯示了優(yōu)良的直接催化乙炔氫氯化的性能。在傳統(tǒng)氯化汞催化過程相同的進(jìn)料空速條件下，該SiC@N-C催化劑上乙炔的單程轉(zhuǎn)化率為80%，氯乙烯的選擇性為98%，催化劑經(jīng)150小時(shí)實(shí)驗(yàn)顯示出了出色的穩(wěn)定性能。相關(guān)結(jié)果近日（4月22日）以研究報(bào)導(dǎo)形式發(fā)表在《自然?通訊》（Nature Communications，DOI 10.1038/ncomms4688）上。該項(xiàng)研究為無汞催化劑的研制打下了很好的基礎(chǔ)，為最終實(shí)現(xiàn)聚氯乙烯的無汞化生產(chǎn)開辟了一條嶄新的途徑。
該項(xiàng)目得到了科技部973項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金委的支持。
大連化物所納米碳催化研究取得重要突破
