乙炔制VAc醋酸鋅-活性炭催化劑的吸附性質(zhì)與失活機(jī)理研究.pdf

1、醋酸乙烯是一種重要的有機(jī)化工原料，在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛。我國(guó)擁有豐富的煤炭資源，電石乙炔法是醋酸乙烯的主要生產(chǎn)方法。該方法采用醋酸鋅/活性炭為催化劑，其催化性能的改進(jìn)與強(qiáng)化一直是研究的重點(diǎn)。近幾年來(lái)密度泛函理論（DFT）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于催化領(lǐng)域，它能夠從電子作用的本質(zhì)出發(fā)，從原子和分子水平揭示催化反應(yīng)的機(jī)理，為催化劑的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供理論支持。
　　本文采用密度泛函理論對(duì)醋酸鋅/活性炭表面上活性組分醋酸鋅、反應(yīng)物（乙炔和醋酸）的

2、吸附性質(zhì)進(jìn)行了探討，并對(duì)引起催化劑失活的關(guān)鍵副產(chǎn)物-乙烯基乙炔生成過(guò)程中相關(guān)物種的吸附性質(zhì)及生成機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　首先，分別在羥基、羧基修飾的活性炭表面負(fù)載醋酸鋅，對(duì)其結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)進(jìn)行了研究。醋酸鋅在活性炭（AC）上的吸附強(qiáng)度小于在OH-AC和COOH-AC上的吸附強(qiáng)度，羥基和羧基的存在增加了載體和醋酸鋅之間的相互作用，有利于減少醋酸鋅的流失。由分子軌道分析，可以得出在COOH-AC上負(fù)載的醋酸鋅更有利于活化反應(yīng)物分子

3、。
　　其次，通過(guò)對(duì)乙炔法制備醋酸乙烯反應(yīng)物的吸附性質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)乙炔物理吸附于催化劑的表面上，且與羧基相比，羥基的存在更有利于乙炔的吸附；而醋酸在活性炭上表現(xiàn)為物理吸附，在醋酸鋅和醋酸鋅/活性炭上均為化學(xué)吸附；和乙炔吸附不同，羧基的存在更有利于醋酸分子的吸附。上述結(jié)果表明，可以通過(guò)對(duì)載體進(jìn)行物理或化學(xué)改性，改變官能團(tuán)的分布以提高反應(yīng)物的吸附能力。
　　最后，研究了乙烯基乙炔生成過(guò)程中相關(guān)物種的吸附與共吸附性質(zhì)，通過(guò)過(guò)渡態(tài)