近日(ri)，我(wo)所能(néng)源催化轉化全國(guo)重(zhong)點實驗(yàn)室納米與界面催化研究中(zhong)心碳基能(néng)源催化轉化研究組（522組）方(fang)光宗副研究員(yuan)、潘秀蓮研究員(yuan)團(tuán)隊(duì)在(zai)乙炔氫氯化製(zhi)氯乙烯研究領(ling)域(yu)取得新(xin)進(jin)展(zhan)，設(shè)計(ji)并製(zhi)備(bei)了(le)一(yi)種氮化硼限(xian)域(yu)納米石墨烯（BNC）非(fei)金屬催化劑，通(tong)過(guo)構建(jian)豐(feng)富(fu)的(de)界面B-N-C活性位點，實現(xian)了(le)乙炔的(de)高(gao)效轉化。
聚(ju)氯乙烯（PVC）作(zuò)爲(wei)全球最主(zhu)要的(de)工(gong)程(cheng)塑料之(zhi)一(yi)，廣(guang)泛應用(yong)于(yu)建(jian)築、包裝(zhuang)、電(dian)子(zi)等(deng)領(ling)域(yu)。目(mu)前(qian)，全球35%的(de)PVC通(tong)過(guo)乙炔氫氯化反應生(sheng)産(chan)，且普遍依賴汞基催化劑。在(zai)全球環保倡議與《水俣公(gōng)約》的(de)要求下，開髮(fa)高(gao)效、無毒的(de)替代(dai)催化劑成(cheng)爲(wei)行業髮(fa)展(zhan)的(de)迫切需求。然而，現(xian)有(yǒu)在(zai)開髮(fa)的(de)貴金屬催化劑存在(zai)成(cheng)本(ben)高(gao)、易失活等(deng)問題，且在(zai)開髮(fa)的(de)非(fei)貴金屬催化劑則面臨活性與穩定性不足的(de)瓶頸，難以(yi)滿足工(gong)業應用(yong)要求。
潘秀蓮團(tuán)隊(duì)長(zhang)期緻力(li)于(yu)碳基能(néng)源催化轉化領(ling)域(yu)研究，在(zai)本(ben)工(gong)作(zuò)中(zhong)，團(tuán)隊(duì)在(zai)前(qian)期非(fei)金屬催化乙炔氫氯化製(zhi)氯乙烯研究（Nature Communications，2014；ACS Catalysis，2017；Applied Catalysis B: Environmental，2017）基礎上，将納米石墨烯引入氮化硼骨架，製(zhi)備(bei)出獨特的(de)二維(wei)限(xian)域(yu)催化劑，具(ju)有(yǒu)豐(feng)富(fu)的(de)界面B-N-C活性位點，其獨特電(dian)子(zi)結構可(kě)有(yǒu)效促進(jin)乙炔分(fēn)子(zi)的(de)吸(xi)附與極化，提高(gao)了(le)催化性能(néng)。研究髮(fa)現(xian)，在(zai)260℃、乙炔空速(su)45 h-1反應條件下，該催化劑連續運行800小(xiǎo)時仍保持乙炔轉化率與氯乙烯選擇性均接近99%；即使将空速(su)提升至650 h-1，乙炔轉化率仍可(kě)達81%，氯乙烯時空收率達到(dao)4.53 g·gcat-1·h-1。該非(fei)金屬催化劑製(zhi)備(bei)工(gong)藝簡便，成(cheng)本(ben)低廉，爲(wei)替代(dai)汞催化劑的(de)研究提供了(le)可(kě)行路徑，有(yǒu)望推動(dòng)氯乙烯産(chan)業綠色可(kě)持續髮(fa)展(zhan)。
相關研究成(cheng)果以(yi)“Boron Nitride-Confined Nanographene as a Metal-Free Catalyst for Acetylene Hydrochlorination”爲(wei)題，于(yu)近日(ri)髮(fa)表在(zai)《美國(guo)化學(xué)會志(zhì)》（Journal of the American Chemical Society）上。該工(gong)作(zuò)第一(yi)作(zuò)者爲(wei)我(wo)所522組博士研究生(sheng)郭笑強咊(he)葉藝涵，以(yi)及(ji)方(fang)光宗副研究員(yuan)。該研究得到(dao)國(guo)傢(jia)重(zhong)點研髮(fa)計(ji)劃、國(guo)傢(jia)自然科(ke)學(xué)基金、中(zhong)國(guo)科(ke)學(xué)院A類先(xian)導(dao)專(zhuan)項(xiang)“煤炭清(qing)潔燃燒與低碳利用(yong)”等(deng)項(xiang)目(mu)的(de)資(zi)助。（文(wén)/圖 方(fang)光宗、郭笑強）
