26年1月11日，由晏乃强教授负责的上海交通大学大气污染控制与模拟研究团队(air@sjtu.edu.cn)，在环境领域*期刊《Environmental Science & Technology》在线发表了题为“Speciation/WWW.shhzy3.cn/ Detection Deciphering C2H2/Cl-Driven Mercury Escape Mechanisms in PVC/WWW.shzy4.com/ Production”的研究成果。2023级博士研究生王明明和博士后范宇睿为论文*作者，徐浩淼副教授为论文通讯作者。论文*作者及*通讯单位均为上海交通大学环境科学与工程学。
聚氯乙烯(PVC)生产中的汞污染问题在较为突出，以电石乙炔法为核心的生产工艺依赖氯化汞/活性炭(HgCl2/AC)催化剂，但每年会造成汞的大量流失，约50%积累在废催化剂中，其余会以气态汞(Hg0/HgCl2)等形式排放，但现有监测方法(如RA-915+分析仪和EPA Method 30B)在高浓度乙炔(C2H2)和氯化氢(HCl)气氛中存在严重干扰：C2H2会将Hg2+还原为Hg0导致形态失真，HCl则干扰光谱分析，无法准确区分汞物种，限制了对汞等金属组分逃逸机制的理解，不仅制约了相关废气汞控制技术的发展，也限制了对低汞催化剂及无汞催化剂的开发。
图1. 乙炔氯化生产工艺与汞流向分析
本研究开发了一种能在高C2H2和HCl浓度下实现Hg0和Hg2+同步实时检测方法，系统阐明乙炔氢氯化反应中汞流失的多元机制，重点解决反应热点导致的HgCl2分解、www.shyb9.com/C2H2与Hg2+的π-d轨道相互作用以及氯过载诱导的脱附等核心科学问题，量化关键操作参数对汞排放的贡献，并建立汞排放预测框架，为电石法PVC合成过程中的汞污染控制提供可操作的减排策略。
图文导读
图2. 原位汞检测装置及可靠性验证分析
设计并优化了基于Ontario Hydro、WWW.shybdj6.net Method(OHM)的八级吸收串联装置，构建了名为PVC-OHM的原位汞形态分析平台。该系统包含：(1)烟气稀释模块，将C2H2浓度降至20%以下以减少干扰；(2)三级KCl/HNO3/EDTA吸收液捕获Hg2+/www.shyb118.com/；(3)AgNO3/HNO3溶液去除残留C2H2；(4)三级KMnO4/H2SO4强酸性吸收液捕获Hg0。通过冷蒸气原子吸收光谱(CVAAS)检测，系统检出限达0.12 μg/m3。
图3. 多形态汞逃逸因素分析
明确了乙炔氢氯化中汞排放的主要机制：Hg0源于热分解与C2H2还原，Hg2+则主要来自热脱附与氯诱导作用。操作参数(高温、高C2H2浓度、新跃仪表厂HCl过量及大粒径)均加剧汞释放。添加剂可显著稳定汞物种，其中K+改性通过形成KCl夹层及抑制电子转移，上海自动化仪表有限公司使Hg0与Hg2+排放*降低32%与19%，效果*。研究表明，通过针对性调控操作条件与添加剂配方，可有效抑制汞逸出，为开发低汞污染催化剂提供了关键依据。
图4. 商用汞催化剂在乙炔氯化反应中的失活机制
通过基于活性位点等效损失的归一化分析，商用汞催化剂三种路径的失活贡献率为：上海自仪九厂活性位点流失(83.3%)、氯化(11.9%)和积碳(4.8%)。雷达图直观表明，在本反应条件下，升华导致的活性位点流失是*主导的失活路径。这一发现与此前报道的金属团聚、氯化和积碳等机制不同，明确了活性组分挥发是乙炔氢氯化反应中催化剂性能衰退的主要途径。
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