钌配合物催化乙炔氢氯化反应的研究

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1、钌配合物催化乙炔氢氯化反应的研究Rutheniumcomplexcatalyticacetylenehydrochlorinationreaction学科专业：化学工程作者姓名：高玉苗指导教师：谷俊杰天津大学化工学院二零一七年五月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版

2、权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘要聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)是世界五大通用塑料之一，由单体氯乙烯(Vinylchloride，VCM)聚合而成。目前，氯乙烯的工业生产工艺主要有乙炔法和乙烯法。西方发达国家或富油国家主要采用乙烯法，而对

3、于“贫油、多煤、少气”的中国，乙炔法制氯乙烯占主导地位。目前，工业上乙炔法生产氯乙烯采用的催化剂是氯化汞催化剂。氯化汞具有高毒性且易挥发，严重威胁人类的健康和环境的安全，因此，开发绿色、环保的无汞催化剂刻不容缓。首先，本文考察了Ru(Ⅳ)配合物催化剂(NH4)2RuCl6/AC的催化性能。结果表明：配合物催化剂(NH4)2RuCl6/AC的催化性能优于单金属催化剂RuCl3/ACo-1的催化性能，在反应温度170C，乙炔空速180h下反应，乙炔转化率为90.5%。催化剂(NH4)2RuCl6/AC中含有大量的主活性组分Ru(Ⅳ)物种，这是催化剂催化4+活性较高的主要原因之一。配合物中NH的存

4、在，能够减少反应过程中的积碳4+量；此外，NH的存在还能够增强Ru基催化剂对反应物氯化氢的吸附能力及产物氯乙烯的脱附能力。其次，为了提高催化剂(NH4)2RuCl6/AC的催化活性和稳定性，引入了N-丁基吡啶型离子液体，制备了Ru配合物-离子液体复合物催化剂。结果表明：当加入离子液体时，Ru配合物-离子液体复合物催化剂的催化活性和稳定性有了明显的提高。在相同的条件下，最优的催化剂1%Ru10%[BuPy]PF6/AC的乙4+炔转化率达99.4%。离子液体的加入有利于稳定催化活性物种Ru，抑制其在3+催化剂制备过程中被还原为Ru或Ru。此外，离子液体的加入能够极大的提高催化剂的抗积碳性能；并增

5、强对反应物氯化氢的吸附能力和产物氯乙烯的脱附能力，从而提高催化剂的催化活性和稳定性。关键词：乙炔氢氯化，Ru配合物催化剂，离子液体I万方数据II万方数据ABSTRACTVinylchloridemonomer(VCM)ismainlyusedforthesynthesisofpolyvinylchloride(PVC),whichisoneoftheworld'stopfivegeneralplastics.Atpresent,industrialproductionprocessofVCMmainlyincludestheacetylene-basedandtheethylene-base

6、dmethod.Theethylene-basedmethodismainlyusedinwesterndevelopedcountriesoroil-richcountries.However,inChina,acetylene-basedmethodisthemainsynthesismethod,owingtothelackofoilandgasbuttheplentyofcoalresources.ThecurrentindustrialcatalystfortheproductionofVCMviatheacetylene-basedmethodismercuricchloride

7、catalyst.Mercurychlorideishighlytoxicandvolatile,seriouslythreateninghumanhealthandenvironmentalsafety.Therefore,itisimperativetoexploreagreenandenvironmentallyfriendlymercury-freecatalystfortheacetylenehyd