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01背景介绍我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特点决定了电石法乙炔氢氯化是聚氯乙烯(PVC)生产的主要工艺,是我国的支柱产业之一。大量氯化汞催化剂的使用使得我国PVC生产面临汞资源匮乏、环境污染和人身伤害等多重压力且已经成为PVC行业可持续发展的巨大瓶颈。绿色无汞工业催化剂的开发刻不容缓。然而,截止于2021年初尚未见到公开报道无汞催化剂在PVC行业中全面推广的实例。与研究最为广泛的以金(Au)为代表的贵金属催化剂体系相比,非贵金属催化剂尤其是Cu基催化剂体系的相关研究较少,催化反应路径和失活机理还未形成共识,且Cu催化体系的催化活性与Au催化剂体系相差甚大,无法满足当前我国PVC生产的产能要求。乙炔是富电子底物,构建能接受乙炔π电子的缺电子活性位点可能是活化乙炔中C-C键的有效策略。通过引导Cu中心的功能配体来调节Cu位点的化学微环境,进而调变乙炔的活化行为可能是一种行之有效的方法。基于密度泛函理论的指导,研究人员通过调节含氮配体溶剂,成功制备出具有不同(缺/富)电子态特征的铜位点。理论和实验结果表明,缺电子态的Cu位点能够有效捕获乙炔分子中的π电子并使得C-C键得的活化得到增强,调控反应路径,降低反应能垒,促进催化性能的提升。该研究为研制高活性、低成本的氯乙烯合成无汞工业催化剂奠定基础。图文解析02等体积浸渍法是本领域中金属催化剂制备的常规方法。浸渍溶剂的选择对载体表面活性位点的物理化学性质影响巨大。有鉴于此,研究人员首先通过理论分析的方式考察了不同浸渍溶剂对Cu位点电子态的影响(图1)。结果表明,通过简单的溶剂调节可以促进缺电子态Cu位点的生成,并且在引入氨水后,Cu位点显示出最大程度的电子缺陷状态。可以预期,Cu位点电子态的调节可能对乙炔的吸附和活化产生影响。为了验证上述推测,研究人员考察了不同电子状态下Cu位点对乙炔C-C键活化的影响情况。结果表明,C-C键的“拉伸“程度在一定程度上与Cu原子周围电子缺陷程度呈现正相关趋势(图2),这符合乙炔化学键性质在该电子环境下表现出来的特征。图1.