研究内容
通过乙炔氢氯化生产氯乙烯单体（VCM）替代有毒汞催化剂是一项全球倡议。
中国科学院大连化学物理研究所潘秀莲报告了氮化硼基质约束纳米石墨烯（BNC）作为一种无金属催化剂，其特征是在相互连接的纳米石墨烯氮化硼畴中有丰富的B-N-C活性位点。优化的催化剂能够实现乙炔的几乎完全转化和99%的氯乙烯单体选择性，并在260°C和45 h-1的800小时测试中提供稳定的性能。即使在高达230 h-1的空速下，乙炔转化率和氯乙烯单体选择性仍达到99%。相关工作以“Boron Nitride-Confined Nanographene as a Metal-Free Catalyst for Acetylene Hydrochlorination”为题发表在国际著名期刊Journal of the American Chemical Society上。
研究要点
要点1. 作者通过将纳米石墨烯掺入氮化硼基质中来产生异质结构，因为两者都具有相似的六边形结构，它们独特的电子结构有助于线性乙炔分子的吸附和极化，微观元素分析和光谱表征以及理论计算都证明了这一点。
要点2. 乙炔转化率几乎与B-N-C位点的含量呈线性增加。优化的催化剂能够实现乙炔的几乎完全转化和99%的氯乙烯单体选择性，并在260°C和45 h-1的800小时测试中提供稳定的性能。
要点3. 在高达230 h-1的空速下，乙炔转化率和氯乙烯单体选择性仍达到99%。优于传统的氮掺杂碳和氮化硼催化剂。这种BNC催化剂在氯乙烯的可持续生产方面显示出巨大的潜力。
研究图文
图1.BNC催化剂在乙炔氢氯化反应中的催化性能。
图2.BNCMF的电子显微镜表征。
图3. B-N-C位点的催化作用。
图4.DFT计算。
文献详情
Boron Nitride-Confined Nanographene as a Metal-Free Catalyst for Acetylene Hydrochlorination
Xiaoqiang Guo, Yihan Ye, Guangzong Fang, Tao Peng, Yongsheng Chen, Yongzhi Zhao, Xiulian Pan*
J. Am. Chem. Soc.
DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.5c13270
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