9月2日消息,据英国皇家化学会《化学世界》(Chemistry World)报道,德国研究团队开发出一种利用商品化离子交换树脂直接回收并高值化工业尾气中氯气的新方法,相关成果有望改善氯碱工业大量氯气以废物流形式损失的现状。
研究团队采用一种市售聚苯乙烯基离子交换树脂,将其浸泡在盐酸中转化为氯化物形态后,可从氯碱工厂尾气常见的多组分气体混合物中选择性结合氯气。机理研究表明,这一过程依靠树脂氯离子参与的卤素键作用,形成三氯化物物种。负载饱和的树脂在80°C加热1小时后可释放71%的氯气,香港理工大学催化研究人员Chuai Hongyuan评价称,一小时循环周期对采用多柱摆动床系统的工业流程而言相当合理。
更重要的是,团队还演示了将吸附态氯气直接升级转化为更高价值的大宗化学品1,2-二氯乙烷和光气。柏林自由大学的Gesa Dreyhsig解释说,由于反键轨道的占据削弱了氯-氯键,三氯化物表现出比纯氯气更高的反应活性。
行业背景方面,氯碱电解年内在欧洲生产约800万吨氯气,虽然大部分通过低温冷凝等方式捕集,但估计仍有2-3%以尾气形式损失;现有洗涤塔回收系统往往只产生低价值副产物,膜法回收则受限于选择性和耐久性。新方法使用现成商品材料,并在由3D打印和商用部件搭建的流动装置中完成了动态验证,被认为可依托现有供应链立即实施。研究者同时提醒,工业放大需仔细设计散热以防止失控反应或树脂降解。
(来源:Chemistry World)