中國儲能網訊：我國是一個聚氯乙烯（PVC）生產和消耗大國，2013年生產1529.5萬噸，其中75%是由煤經電石法制得的乙炔再在氯化汞（HgCl2）催化劑作用下經過氫氯化反應過程生產而來。這一過程造成了大量的汞（俗稱“水銀”）排放，對環(huán)境造成嚴重的污染。聯合國2013年1月通過了旨在全球范圍內控制和減少汞排放的國際公約，規(guī)定2020年禁止生產和進出口含汞類產品，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業(yè)帶來了巨大的壓力。
近年來，世界上很多國家競相進行重點攻關，試圖開發(fā)非汞催化劑，實現聚氯乙烯的無汞化生產。我所潘秀蓮研究員和包信和院士帶領的研究組，在對納米碳催化材料深入研究的基礎上，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構，并采用氨化等方法實現了氮原子在碳結構中原位摻雜。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。在傳統氯化汞催化過程相同的進料空速條件下，該SiC@N-C催化劑上乙炔的單程轉化率為80%，氯乙烯的選擇性為98%，催化劑經150小時實驗顯示出了出色的穩(wěn)定性能。相關結果近日（4月22日）以研究報導形式發(fā)表在《自然?通訊》（Nature Communications，DOI 10.1038/ncomms4688）上。該項研究為無汞催化劑的研制打下了很好的基礎，為最終實現聚氯乙烯的無汞化生產開辟了一條嶄新的途徑。
該項目得到了科技部973項目和國家自然科學基金委的支持。（文/石瑛 圖/李星運）
