近日，中国科学院大连化学物理研究所副研究员方光宗、研究员潘秀莲团队在乙炔氢氯化制氯乙烯研究领域取得新进展。团队设计并制备了一种氮化硼限域纳米石墨烯（BNC）非金属催化剂，通过构建丰富的界面B-N-C活性位点，实现了乙炔的高效转化。相关成果发表在《美国化学会志》。

催化剂示意图。大连化物所供图

聚氯乙烯（PVC）作为全球最主要的工程塑料之一，广泛应用于建筑、包装、电子等领域。目前，全球35%的PVC通过乙炔氢氯化反应生产，且普遍依赖汞基催化剂。在全球环保倡议与《水俣公约》的要求下，开发高效、无毒的替代催化剂成为行业发展的迫切需求。然而，现有开发的贵金属催化剂存在成本高、易失活等问题，且在开发的非贵金属催化剂则面临活性与稳定性不足的瓶颈，难以满足工业应用要求。

本工作中，团队在前期非金属催化乙炔氢氯化制氯乙烯研究基础上，将纳米石墨烯引入氮化硼骨架，制备出独特的二维限域催化剂，具有丰富的界面B-N-C活性位点，其独特电子结构可有效促进乙炔分子的吸附与极化，提高了催化性能。研究发现，在260℃、乙炔空速45 h^-1反应条件下，该催化剂连续运行800小时仍保持乙炔转化率与氯乙烯选择性均接近99%；即使将空速提升至650 h^-1，乙炔转化率仍可达81%，氯乙烯时空收率达到4.53 g·gcat^-1·h^-1。

该非金属催化剂制备工艺简便，成本低廉，为替代汞催化剂的研究提供了可行路径，有望推动氯乙烯产业绿色可持续发展。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c13270