乙炔氣相氫氟化合成VF的Al基催化劑的表征與性能研究.pdf

1、氟乙烯(VF)是一種重要的含氟單體，可用于生產(chǎn)聚氟乙烯(PVF)和含氟精細(xì)化學(xué)品。VF的合成方法很多，其中乙炔氣相氫氟化合成VF的方法具有原子經(jīng)濟(jì)，原料易得等優(yōu)點(diǎn)，是合成VF的首選方法。本論文采用浸漬法制備了添加Mg、Sm或Zr助劑的AlF3催化劑。通過BET、XRD、NH3—TPD、Raman和Py—FTIR等技術(shù)對催化劑進(jìn)行了表征，并考察了催化劑的乙炔氣相氫氟化合成VF的催化性能。
　　 1．研究了Mg、Sm和Zr助劑對Al

2、F3催化劑的乙炔氣相氫氟化合成氟乙烯反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明：添加Zr既能保持C2H2的高轉(zhuǎn)化率，提高氟乙烯(VF)的選擇性，同時降低積炭選擇性。然而加入Mg或Sm助劑，都使C2H2轉(zhuǎn)化率下降，前者能大大降低積炭選擇性，后者提高了VF的選擇性。助劑的加入改變了催化劑表面酸性位的數(shù)量和性質(zhì)，是影響催化劑性能的主要因素。
　　 2．采用浸漬法制備了系列不同Zr含量的Zr—AlF3催化劑用于乙炔氣相氫氟化合成氟乙烯。發(fā)現(xiàn)最佳反應(yīng)溫度為

3、280℃。在最佳反應(yīng)溫度時，Zr含量為1mol％的Zr—AlF3催化劑活性最高，C2H2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.9％，VF選擇性為74.1％，積炭選擇性為1.3％。添加Zr助劑以后的預(yù)氟化催化劑比表面積有所增大。拉曼光譜結(jié)果表明催化劑表面上的積炭主要由C—H彎曲和C=C伸縮兩種不同的振動形式組成。Py—FTIR結(jié)果表明，Zr—AlF3催化劑的表面主要由Lewis酸性位組成。
　　 3．考察了Mg—AlF3催化劑在不同反應(yīng)溫度下的催化活

4、性。發(fā)現(xiàn)Mg助劑的添加能有效降低積炭選擇性，然而加入Mg過多會導(dǎo)致C2H2轉(zhuǎn)化率的下降。最佳反應(yīng)溫度(320℃)時，Mg含量為1mol％的Mg—AlF3催化劑活性最好，C2H2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到94.1％，VF選擇性為81.5％，積炭選擇性為2.5％。相比新鮮催化劑，預(yù)氟化和用過的催化劑的比表面積要小很多。NH3—TPD的結(jié)果表明隨著Mg含量的增加，強(qiáng)酸性位數(shù)量逐漸減少，弱酸性位數(shù)量逐漸增多。強(qiáng)酸位數(shù)目的下降可能是導(dǎo)致活性下降的原因。