中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：我國(guó)是一個(gè)聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)和消耗大國(guó)，2013年生產(chǎn)1529.5萬(wàn)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(guò)氫氯化反應(yīng)過(guò)程生產(chǎn)而來(lái)。這一過(guò)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(guó)2013年1月通過(guò)了旨在全球范圍內(nèi)控制和減少汞排放的國(guó)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(guó)等發(fā)展中國(guó)家基于汞催化劑的聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的壓力。
近年來(lái)，世界上很多國(guó)家競(jìng)相進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，試圖開(kāi)發(fā)非汞催化劑，實(shí)現(xiàn)聚氯乙烯的無(wú)汞化生產(chǎn)。我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(guò)精確控制碳化硅材料的處理過(guò)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(guò)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(wú)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(wú)汞化生產(chǎn)開(kāi)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(guó)家自然科學(xué)基金委的支持。（文/石瑛 圖/李星運(yùn)）
