聚氯乙烯高效非汞催化剂研发有进展

中科院大连化学物理研究所潘秀莲研究员与包信和院士带领的研究组，开发出一种氮掺杂的类石墨烯催化剂，可高效催化乙炔氢氯化。这预示着我国聚氯乙烯高效非汞催化剂研发迈出重要一步。
　　
　　研究人员在对纳米碳催化材料深入研究的基础上，通过精确控制碳化硅材料的处理过程，在其界面制造纳米碳结构，并采用氨化等方法实现了氮原子在碳结构中原位掺杂。在碳化硅表面形成的这种氮掺杂的类石墨烯材料显示了优良的直接催化乙炔氢氯化的性能。在与传统氯化汞催化过程相同的进料空速条件下，该催化剂上乙炔的单程转化率为80%，氯乙烯的选择性为98%，催化剂经过150小时实验，显示出了出色的稳定性能。
　　
　　该技术在经济和环境保护方面优势明显。作为催化载体的SiC适用于工业应用，机械强度大，导热性高，成型好，适用于腐蚀性的反应环境，同时复合材料的合成方法简便易行。
　　
　　据悉，该所还在对纳米碳催化材料、纳米碳结构和继续深入研究，进一步提升催化乙炔氢氯化的性能，提高氯化汞催化转化率和稳定性，为最终实现聚氯乙烯的无汞化生产开辟一条崭新的途径，也将为未来我国实现聚氯乙烯的绿色生产提供重要保证。该项目已经得到了科技部“973”项目和国家自然科学基金委的支持。由于其极具商业价值，已得到一些企业的高度关注。
　　
　　开发非汞催化剂，实现聚氯乙烯的无汞化绿色生产已经成为国际上科技攻关的重点。我国是PVC生产和消耗大国，2013年生产了1529.5万吨，其中电石法PVC产量约为1130万吨，触媒用量在1.4万～1.5万吨，低汞触媒占35%左右。汞是稀缺资源，在国内只有少量开采，主要靠进口供应，而且含汞废水极易造成重金属污染，危及人类健康。
　　
　　联合国2013年10月通过了旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约，规定2020年禁止生产和进出口含汞类产品，这给世界上，特别是印度和中国等发展中国家基于汞催化剂的聚氯乙烯产业带来了巨大的压力。