聚氯乙烯是在塑料行业应用广泛的原料之一。在我国,大部分氯乙烯单体采用以氯化汞为催化剂的乙炔氢氯化法来生产。众所周知,汞易挥发、剧毒,我国已明确提出,2020年实现用汞量减至2010年水平的一半,2030年淘汰聚氯乙烯涉汞生产工艺。因此,寻求高效、无汞化催化剂势在必行。研究发现,活性炭负载型金催化剂(Au/AC)最有可能代替Hg/AC,但在Au/AC催化剂实用化之前尚需解决一系列问题,特别是Au催化剂活性中心Au3+容易还原成Au0造成粒子团聚和催化剂表面积碳等因素导致的催化剂失活现象,以及因金价格高昂亟待发展出高活性超低负载Au催化剂的制备方法等。本学位论文在文献调研的基础上,提出采用硫酸改性AC(磺化AC)为载体制备负载Au催化剂的新方法,发现这种催化剂具有优异的乙炔氢氯化制氯乙烯性能,进而运用一系列谱学工具研究了载体和催化剂的结构,在此基础上,通过理论模拟计算,探讨了硫酸改性AC负载型Au催化剂上乙炔氢氯化的反应机理,以期研发乙炔氢氯化反应高效新型金基催化剂。通过筛选实验发现,过二硫酸钾(K2S208)改性AC负载型Au催化剂有明显的乙炔氢氯化促进效应,深入分析得出可能是S2082-物种在制备过程中衍生为SO42-存在所致。进而,采用硫酸改性AC为载体制备了负载金催化剂(记为Au/n-S03H-AC,n为S的质量分数),结果表明,Au/n-S03H-AC催化剂可大幅提高乙炔氢氯化性能,乙炔转化率随着浓硫酸改性剂用量的增加呈火山型变化,当用量为n=1.5%时,催化剂的乙炔氢氯化性能效应最佳且最为稳定。关联催化剂的表征结果,得出以下认识:(1)-S03H的存在可以有效抑制Au粒子长大,增加AC表面缺陷位,从而提高活性位点;(2)-S03H物种能有效稳定Au3+,提高催化剂的稳定性;(3)-S03H的引入能有效抑制催化剂表面积碳的生成,防止催化剂的活性中心被覆盖,从而增加催化剂的活性。基于以上结果,进一步将该方法拓展到其他金属如Pd,Pt,Ru和Cu等催化剂的制备,并考察对乙炔氢氯化的催化性能。结果表明,与常规AC负载型催化剂相比,磺化AC负载型其他金属催化剂同样显示出较高的催化活性,这说明硫酸改性AC可有效稳定高价态金属,具有普适性。本论文还与理论计算小组相结合,深化对催化剂构效关联和催化机理的认识。结果表明,Au/n-S03H-AC催化剂具高效反应活性的关键物种是-SO3H,-SO3H物种与Au形成了特定的螯合物AC-S03-AuC13,可有效的将Au稳定在高价态Au3+;DFT计算给出了该催化剂上乙炔氢氯化的可能反应机理,并说明采用磺化AC负载型Au催化剂进行乙炔氢氯化时,活化能较低,有利于催化反应的循环。最后,计算结果还指出,亚磺酸基和磺酸基均有促进乙炔氢氯化反应活性的能力。