乙炔制VAc醋酸鋅-活性炭催化劑的吸附性質與失活機理研究.pdf

1、醋酸乙烯是一種重要的有機化工原料，在化學工業(yè)中應用比較廣泛。我國擁有豐富的煤炭資源，電石乙炔法是醋酸乙烯的主要生產方法。該方法采用醋酸鋅/活性炭為催化劑，其催化性能的改進與強化一直是研究的重點。近幾年來密度泛函理論（DFT）已經被廣泛應用于催化領域，它能夠從電子作用的本質出發(fā)，從原子和分子水平揭示催化反應的機理，為催化劑的設計和改進提供理論支持。
　　本文采用密度泛函理論對醋酸鋅/活性炭表面上活性組分醋酸鋅、反應物（乙炔和醋酸）的

2、吸附性質進行了探討，并對引起催化劑失活的關鍵副產物-乙烯基乙炔生成過程中相關物種的吸附性質及生成機理進行了系統(tǒng)的研究。
　　首先，分別在羥基、羧基修飾的活性炭表面負載醋酸鋅，對其結構和電子性質進行了研究。醋酸鋅在活性炭（AC）上的吸附強度小于在OH-AC和COOH-AC上的吸附強度，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上負載的醋酸鋅更有利于活化反應物分子

3、。
　　其次，通過對乙炔法制備醋酸乙烯反應物的吸附性質進行研究，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。上述結果表明，可以通過對載體進行物理或化學改性，改變官能團的分布以提高反應物的吸附能力。
　　最后，研究了乙烯基乙炔生成過程中相關物種的吸附與共吸附性質，通過過渡態(tài)