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 從源頭上徹底解決PVC行業汞污染問題

　　中化新網訊 6月6日，記者從南開大學了解到，由南開大學化學學院李偉教授領銜完成的合成氯乙烯金基無汞催化劑的研發與工業應用項目，獲得天津市科學技術獎2020年度技術發明一等獎。

　　氯乙烯是合成聚氯乙烯(PVC)的單體，其成熟的合成方法有兩種：乙炔法和乙烯法，以煤炭為原料的乙炔法路線是我國PVC生產的主流工藝。目前，在氯乙烯合成的核心催化環節，幾乎全部使用活性炭負載的氯化汞催化劑，這導致PVC生產成為我國用汞量最大的行業。汞催化劑的使用正面臨嚴峻的挑戰，一方面，汞礦的枯竭及政策性關閉導致汞的價格上漲，另一方面，由于汞的毒性，氯乙烯單體生產中汞的流失給人類和環境帶來嚴重威脅。著眼于研發綠色無汞催化劑來解決和替代目前工業PVC生產中使用的劇毒汞催化劑，是我國當前亟待解決的重大科學技術難題之一。

　　李偉團隊從2009年開始進行無汞催化劑的研發工作。針對金基催化劑成本過高、在工業使用條件下長周期穩定性下降的難題，項目團隊重點設計并制備了高活性、超低含量金基催化劑，并研究了其在工業原料氣中的反應路徑和失活機理。

　　他們通過構筑金屬配位化合物作為活性域的策略提高了金組分的分散度，提升了催化劑的活性，提高了金基催化劑中Au3+和Au+在工業原料氣中的抗還原性能。通過結合小試實驗、工業側線實驗、原位表征和理論計算，該團隊研究了催化劑的反應機理和抗還原性能，初步揭示了催化劑的積碳生成機制，從而提升了催化劑的長周期穩定性。此外，在構筑長壽命催化劑的同時，團隊也開發了失活催化劑的線上和線下再生方案，增加催化劑的循環使用次數，降低催化劑單耗，并提出了相應的失活催化劑再生方案。

　　該團隊已與多家PVC企業合作開發實現了無汞催化劑的工業化生產和應用，并于2019年與企業合作建成國內第一條無汞催化劑千噸級生產線，還獲得發明專利授權10項，發表SCI論文16篇，獲天津市2018年專利創業獎1項。

　　目前，我國已出臺政策，強制2020年后新建PVC企業禁止使用含汞催化劑，并大力支持無汞催化劑的研發。李偉團隊通過開發高效綠色無汞催化劑及其相關配套生產和使用技術，實現氯乙烯的無汞化生產，從源頭上徹底解決PVC行業汞污染問題，實現PVC產業技術升級，促進氯堿行業健康、穩定和可持續發展。