钨催化大法取缔毒催化剂

为了履行旨在保护地球臭氧层的蒙特利尔协议,世界各国已经推出零ODP值的氢氟烃(HFCs)和氢氟烯烃(HFOs),从而淘汰ODP值不为零的氯氟烃(CFCs)和氢氟氯烃 (HCFCs)。目前,HFCs和HFOs已经广泛用作制冷剂、清洗剂、发泡剂、灭火剂、刻蚀剂等。

目前,工业上生产HFCs或HFOs大多采用卤代有机物的气相催化氟-氯交换反应的方法,该法具有工艺简单、易于连续大规模生产、操作安全等优点。在卤代有机物的气相催化氟-氯交换反应中起核心作用的是氟-氯交换催化剂。目前,常见的氟-氯交换催化剂是铬基催化剂,其主要活性组分为铬。

铬基催化剂由于其原料易得、活性较高的优点,曾经引起了世界各国科学家的研究兴趣。但是随着研究的深入,人们发现,铬催化剂仍然存在使用温度低、催化活性低、使用 寿命短、难以回收再利用的缺陷,而且更重要的是铬具有毒性,可以对人造成极大伤害,特别是高价铬具有强致癌性。

于是人们开始寻找的非铬基催化剂作为氟-氯交换催化剂,从而提供一种安全环保无害、催化活性高、使用寿命长的非铬催化剂,而此时,钨基催化剂横空问世,其在气相催化氟-氯交换反应中有着媲美于铬的作用。高活性钨基催化剂通过如下制备方法得到:

(1)按照钨离子与助剂的质量百分比,将钨离子的前体和助剂的前体混合均匀,压 制成型,得到催化剂前体;

(2)将步骤(1)得到的催化剂前体,在氮气氛围下于300℃~500℃进行焙烧6~15 小时;

(3)将步骤(2)得到的焙烧产物,于600℃~800℃,先抽真空,然后在密闭条件下,氟气中活化6~15小时,制得高活性钨基催化剂。所述氟气通入的总量等于钨离子的前体消 耗氟气理论量加上金属元素助剂消耗氟气理论量总和;所述钨离子的前体消耗氟气理论量 为大于钨离子的前体中钨离子还原成三氟化钨所需消耗的氟气理论量,且小于钨离子的前体中钨离子还原成五氟化钨所需消耗的氟气理论量。

与铬基催化剂相比,钨基催化剂具有国际行业一致认可的安全、环保和无毒害。而且,钨基催化剂在由六氟化钨或氟气活化时,钨离子的前体可与氟气或六氟化钨 生成三氟化钨、四氟化钨或五氟化钨中的一种或数种,导致钨基催化剂具有更强的催化活性,而且由金属元素对钨基催化剂进行改性,大大提高了钨基催化剂的稳定性。

 

 

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