聚氯乙烯,作为世界上产量最大的塑料产品之一,被广泛应用于建筑、农业、工业以及日常生活用品当中。在“水俣公约”和“双碳目标”的双重约束下,对聚氯乙烯产业绿色可持续发展提出了更高的要求,基于我国能源结构,主要表现为煤炭及湖盐、井盐资源的影响,我国生产单体氯乙烯主要通过乙炔氢氯化反应进行,二氯化汞催化剂因其高稳定性和高转化率,是目前乙炔氢氯化反应工业上所使用的主要催化剂。然而,二氯化汞的剧毒性和易升华以及含汞废弃物处理成本高且无法完全处理,对人体和环境造成了较大的危害。因此,研发替代汞基催化剂的绿色友好型的非汞催化剂已迫在眉睫。近年来,国内外学者对乙炔氢氯化贵金属催化剂进行了广泛的研究,其中,钌基催化剂凭借其优异的稳定性和转化率受到了广泛的关注,但由于其反应过程中钌活性组被还原、高温导致活性组分烧结以及反应过程产生的积碳掩盖活性位点等问题造成了钌基催化剂失活,因此,探究其有效的改性方法和准确的催化机理来设计、制备钌基催化剂具有重要的研究意义。首先,选取一系列结构规则的含杂原子（N、O、S）的嗪类有机物作为配体,与前驱体三水合氯化钌形成稳定配合物;然后,以椰壳活性炭为载体制备了钌基炭载催化剂并应用于乙炔氢氯化反应。结合实验及表征结果表明:以1,3,5-三嗪为配体的催化剂催化性能最优,在180℃、360 h-1的反应条件下,乙炔转化率达到96.15%,催化剂稳定性测试表明:在180℃、90 h-1下反应300 h后,乙炔转化率仍保持在85%以上。含杂原子嗪类配体的存在可以有效锚定、分散活性组分,并且催化剂局部活性组分可以达到原子级分散。DFT模拟计算结果表明:配体与钌活性组分的强配位作用,增加了催化剂对反应物的吸附和活化能力,并且配体的存在有效的降低了该反应的反应能垒,加快了反应速率。其次,选取一系列结构规则的含N杂原子的唑类有机物作为配体,与前驱体三水合氯化钌形成稳定配合物;然后,以椰壳活性炭为载体制备的钌基炭载催化剂应用于乙炔氢氯化反应。结合实验及表征结果表明:以1-异丙基咪唑为配体所制备的催化剂催化性能最优,在180℃、180 h-1的反应条件下,乙炔转化率达到99.95%,催化剂稳定性测试表明:在180℃、180 h-1下反应150 h后,乙炔转化率仅下降8.55%。唑类配体的存在可以有效锚定、分散活性组分,并且催化剂局部活性组分可以达到原子级分散。DFT模拟计算结果表明:配体与钌活性组分的强配位作用使Ru物种稳定在高价态,并且使得Ru物种更难还原,同时增加了催化剂对反应物的吸附和活化能力。再次,选取一系列结构规则的含P杂原子的离子液体作为助剂,与前驱体三水合氯化钌形成稳定络合物;然后,以椰壳活性炭为载体制备了钌基炭载催化剂并应用于乙炔氢氯化反应。实验及表征结果表明:以丁基三苯基氯化膦为助剂的催化剂性能最优,在180℃、720 h-1的反应条件下,乙炔转化率可达99.97%,催化剂稳定性测试表明:在180℃、180 h-1下反应200 h后,乙炔转化率没有发生明显的下降。离子液体的引入显著提升了活性组分的分散性,且其阴阳离子的相互作用越强时,阴离子的碱性越弱。Cl-和P+之间的相互作用随着烷基侧链长度的增加而增强,这进一步导致Cl-的质子接受能力增强,从而巩固了助剂与Ru物种的相互作用,并且高价态钌活性组分相对含量增加,通过DFT模拟计算反应路径表明:助剂与钌活性组分的强相互作用,有效降低了该反应的反应能垒,加快了反应速率。最后,基于上述的研究结果以及催化剂的经济性考虑,以苯胺为前驱体制备介孔球形活性炭,与金属前驱体三水合氯化钌作用制备单原子催化剂应用于乙炔氢氯化反应。实验及表征结果表明:钌单原子催化剂在180℃、90 h-1的反应条件下,乙炔转化率达到98.05%,催化剂稳定性测试表明:在180℃、50 h-1下反应500 h后,乙炔转化率没有发生明显下降。以苯胺为前驱体制备的介孔功能性碳材料负载的钌活性组分以钌单原子形式存在,大幅提高了钌贵金属原子的利用率。DFT模拟计算反应路径表明:通过激活C2H2气体分子在空位缺陷Ru位点的吸附可以降低反应能垒。且Ru-N键的存在进一步增强了HCl气体的吸附和活化,加快了反应速率。