Angew：N掺杂碳辅助一锅串联反应用于乙烯氧氯化制氯乙烯

Nanoyu

2020-08-13

乙烯氧氯化反应通常由改进的CuCl₂/Al₂O₃基催化剂在相对较低的温度(约220−250 °C)和2−6 bar的条件下进行。将低温氧氯化反应和高温电脱氯化反应结合具有极大挑战，这会导致催化剂在高温下失去稳定性或降低电脱氯化氢的低温脱氯化氢活性。目前人们正致力于开发具有氧氯化和脱氯化氢双重功能的新型催化剂。

近日，挪威科技大学陈德教授报道了一种在不含金属的碳催化剂上，在相对较低的温度下由乙烯氧氯化生产氯乙烯的一种节能工艺。

文章要点

1）研究人员开发出CuCl₂/Al₂O₃和N掺杂碳的双功能催化剂，用于高效的一锅乙烯氧氯化工艺，在250 °C和常压下生产氯乙烯（VCM）的产率高达76%，高于传统的工业两步法（50%）。

2）除了第一床的CuCl₂/Al₂O₃基乙烯氧氯化催化剂外，研究发现，第二床的无金属N掺碳催化剂上含有N-官能团的活性中心在温和的条件下既能催化乙烯氧氯化，又能催化二氯乙烷(EDC)的脱氯化氢反应。

3）在N掺杂碳的双重作用下，电解脱氯化氢和乙烯氧氯化的表面Cl*−环强化了氯乙烯的生成。通过氧氯化原位消耗表面Cl*促进了两种反应的进行，其中Cl*是由EDC脱氯化氢生成。

这项工作为在温和条件下通过单程反应器通过乙烯氧氯化法生产VCM提供了一种有前途的替代方法。

Hongfei Ma, et al, N-doped Carbon Assisted One-pot Tandem Reaction for Vinyl Chloride Production via Ethylene Oxychlorination, Angew. Chem. Int. Ed.

DOI：10.1002/anie.202006729

https://doi.org/10.1002/anie.202006729