合成氯乙烯金基無汞催化劑項(xiàng)目獲獎(jiǎng)

　　6月6日，記者從南開大學(xué)了解到，由南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院李偉教授領(lǐng)銜完成的合成氯乙烯金基無汞催化劑的研發(fā)與工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目，獲得天津市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)2020年度技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

　　氯乙烯是合成聚氯乙烯(PVC)的單體，其成熟的合成方法有兩種：乙炔法和乙烯法，以煤炭為原料的乙炔法路線是我國(guó)PVC生產(chǎn)的主流工藝。目前，在氯乙烯合成的核心催化環(huán)節(jié)，幾乎全部使用活性炭負(fù)載的氯化汞催化劑，這導(dǎo)致PVC生產(chǎn)成為我國(guó)用汞量最大的行業(yè)。汞催化劑的使用正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，一方面，汞礦的枯竭及政策性關(guān)閉導(dǎo)致汞的價(jià)格上漲，另一方面，由于汞的毒性，氯乙烯單體生產(chǎn)中汞的流失給人類和環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅。著眼于研發(fā)綠色無汞催化劑來解決和替代目前工業(yè)PVC生產(chǎn)中使用的劇毒汞催化劑，是我國(guó)當(dāng)前亟待解決的重大科學(xué)技術(shù)難題之一。

　　李偉團(tuán)隊(duì)從2009年開始進(jìn)行無汞催化劑的研發(fā)工作。針對(duì)金基催化劑成本過高、在工業(yè)使用條件下長(zhǎng)周期穩(wěn)定性下降的難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)并制備了高活性、超低含量金基催化劑，并研究了其在工業(yè)原料氣中的反應(yīng)路徑和失活機(jī)理。

　　他們通過構(gòu)筑金屬配位化合物作為活性域的策略提高了金組分的分散度，提升了催化劑的活性，提高了金基催化劑中Au3+和Au+在工業(yè)原料氣中的抗還原性能。通過結(jié)合小試實(shí)驗(yàn)、工業(yè)側(cè)線實(shí)驗(yàn)、原位表征和理論計(jì)算，該團(tuán)隊(duì)研究了催化劑的反應(yīng)機(jī)理和抗還原性能，初步揭示了催化劑的積碳生成機(jī)制，從而提升了催化劑的長(zhǎng)周期穩(wěn)定性。此外，在構(gòu)筑長(zhǎng)壽命催化劑的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)也開發(fā)了失活催化劑的線上和線下再生方案，增加催化劑的循環(huán)使用次數(shù)，降低催化劑單耗，并提出了相應(yīng)的失活催化劑再生方案。

　　該團(tuán)隊(duì)已與多家PVC企業(yè)合作開發(fā)實(shí)現(xiàn)了無汞催化劑的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，并于2019年與企業(yè)合作建成國(guó)內(nèi)第一條無汞催化劑千噸級(jí)生產(chǎn)線，還獲得發(fā)明專利授權(quán)10項(xiàng)，發(fā)表SCI論文16篇，獲天津市2018年專利創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)1項(xiàng)。

　　目前，我國(guó)已出臺(tái)政策，強(qiáng)制2020年后新建PVC企業(yè)禁止使用含汞催化劑，并大力支持無汞催化劑的研發(fā)。李偉團(tuán)隊(duì)通過開發(fā)高效綠色無汞催化劑及其相關(guān)配套生產(chǎn)和使用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氯乙烯的無汞化生產(chǎn)，從源頭上徹底解決PVC行業(yè)汞污染問題，實(shí)現(xiàn)PVC產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，促進(jìn)氯堿行業(yè)健康、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。