由氯乙烯单体（
VCM
）聚合而成的高分子化合物聚氯乙烯（
PVC
），在工业、农业、电力、通信、建筑等众多领域有着广泛的应用，是重要的基础化工产品之一。基于煤化工发展起来的电石法
-
聚氯乙烯生产技术较石油路线具有成本低，规模大，副产物少等诸多优势。而电石法聚氯乙烯产业目前使用的是活性炭负载的氯化汞催化剂，然而由于
HgCl
2
的易挥发性，对环境安全、人体健康均造成了巨大影响。近年来，为了解决这一问题，研究者们开始致力于环境友好的无汞催化剂。
炭负载金催化剂具有最高的催化活性，被认为是最具潜力替代氯化汞作为乙炔氢氯化合成氯乙烯单体的催化剂。尽管近年来乙炔氢氯化无汞催化剂的研究取得了相当大的进展，但是炭负载金催化剂的稳定性仍有待提高。乙炔氢氯化反应是一个强放热反应
(ΔH=−124.8 kJ•mol
-1
)
，工业生产中固定床反应器的催化剂床层温度较难控制，局部热点温度可以达到
200
o
C
以上。该温度下贵金属活性中心极易烧结，导致金属分散度下降，催化剂活性迅速降低。因此，高稳定性金催化剂的研究是乙炔氢氯化金催化剂研发的一个亟待解决的问题。
图
1 Au-CSC
催化剂示意图以及乙炔氢氯化性能对比图
本文以生物质碳源为前体，采用原位炭化
/
缺陷捕获的方法，得到了单原子金催化剂（
Au-CSC
），相比于普通浸渍法制备的炭负载金催化剂（
Au-ar/CSC
），
Au-CSC
催化剂由于
Au
和缺陷炭原子间的强共价化学键合，具有强的抗热烧结的能力，具有出色的稳定性和催化剂性能。该方法原料廉价易得、易成型，生产工艺简单，也容易实现工业化生产，不仅避免了使用强氧化性的试剂为溶剂，而且显著提高了炭负载金催化剂的热稳定性。更值得注意的是：
Au-CSC
催化剂的堆密度只有普通活性炭负载金催化剂的四分之一，在相同体积装样量和相同乙炔转化率的情况下，催化剂金的用量将会减少一半以上。相关研究成果以“
A hierarchically porous carbon stabilized
atomically dispersed Au catalyst for acetylene hydrochlorination”
为题，于近日发表在《无机化学前沿》（
Inorganic Chemistry Frontiers, 2024, DOI: 10.1039/D4QI00756E
）上。其中相关技术形成的发明专利《一种电石法氯乙烯单体生产用的金催化剂及其制备方法》已经获得国家专利局授权，发明专利号：
ZL202011458542.5
。
