Au-Cu-TiO2-C催化剂的制备方法
随着国民经济的日益发展和人民生活水平的不断提高，聚氯乙烯的需求量越来越 大。与乙烯法和乙烷法生产氯乙烯相比，乙炔法生产氯乙烯具有"一步到位"的优势，即只 含有一个反应且没有副产物产生。然而，乙烯法和乙烷法包括许多副反应，降低了氯乙烯的 产率而且目标产物氯乙烯的分离也非常复杂。但是，乙炔法一直采用HgCl2催化剂，在使用 过程中汞容易挥发对环境污染严重，而且氯乙烯中混有的汞蒸汽影响了产品的质量，严重 制约了乙炔法的可持续发展。2013年1月19日140多个国家达成《水俣汞防治公约》，在 2020年之前，逐渐减少含汞产品的生产和贸易。中国政府承诺在2020年PVC行业减少汞消 耗50 %以上，然后逐渐禁汞。因此，开发环境友好型无汞催化剂是电石法氯乙烯行业亟待解 决的问题。目前，金催化剂由于在乙炔氢氯化反应中有很大的应用潜力而受到广泛的关注。 然而，金催化剂在反应过程中Au3+容易还原为Au°而失活。为了提高金催化剂的稳定性，一 些研究者试图通过添加第二种金属氯化物组分阻止Au3+还原，但是，研究结果表明第二种 金属氯化物的加入并没有显著提高催化剂中Au3+的稳定性。在此基础上，我们研究金属氯 化物和金属氧化物同时对Au催化剂的促进作用，CuCljPTiO2双掺杂型Au-Cu-TiO2/C催 化剂用于乙炔氢氯化反应的研究还相对较少。故本专利提供一种双掺杂型低贵金属含量 Au-Cu-Ti02/C催化剂的制备方法，用于无汞催化乙炔氢氯化反应，并能够大幅度提高乙炔 氢氯化反应催化剂的催化活性。
本文要解决的技术问题是提供一种低贵金属含量Au-Cu-Ti02/C催化剂的制备 方法，该催化剂利用超声辅助浸渍法制备，以无水乙醇为浸渍溶液，将氯金酸溶液、氯化铜 溶液和二氧化钛固体同时用无水乙醇溶解，再将预处理后的颗粒活性炭载体加入上述混合 溶液中，经过超声辅助浸渍反应，形成Au-Cu-Ti02/C催化剂，将该催化剂应用于乙炔氢氯化 反应，能够达到较高的乙炔转化率和氯乙烯选择性。催化剂的制备方法是以氯金酸，氯化铜，二氧化钛为活性组分，预处理后的 颗粒活性炭为载体。具体特征为：先用一定量的无水乙醇溶解HAuCl4WH2O配成0. 048wt% Au3+的HAuCl4 • 4H20乙醇溶液，用一定量的无水乙醇溶解CuCl2 • 2H20配成IOwt%Cu2+ 的CuCl2 • 2H20 乙醇溶液，取 54. 35ml0• 048wt%Au3+的HAuCl4 • 4H20 乙醇溶液和 2. 31ml IOwt%Cu2+的CuCl2 • 2H20乙醇溶液混合均匀，在混合溶液中加入0. 5199g商业TiO2混合 均匀，再加入5g预处理后的颗粒活性炭超声30min，常温磁力搅拌3h使活性组分均匀负载 到活性炭载体上，然后静置5h，再在70°C水浴中加热直到浸渍液蒸干为止，将蒸干的催化 剂放入100°(：烘箱中烘干1211后即得六11(0.45%)(：11(4%)1102(9%)/(：催化剂样品。低贵金属含量Au-Cu-Ti02/C催化剂以不同Au、Cu比例、不同1102掺杂量催 化剂作为对比，其中Au(0.45% )Cu(4% )TiO2 (9% )/C催化剂在乙炔氢氯化反应中表现出 良好的催化活性。采用双组分和单组分催化剂作为对比，只含其中一种或两种活性组分催 化剂的乙炔氢氯化反应催化活性远远低于Au(0• 45 % )Cu(4% )TiO2 (9 % ) /C催化剂。
本方案的优点是：制备出的低贵金属含量Au-Cu-Tioyc催化剂，作为乙炔氢氯化 反应催化剂有较好的催化活性和氯乙烯选择性。且催化剂制备方法简单，降低了贵金属的 含量，无污染。