温室气体三氟甲烷资源化转化技术研究进展

王术成,刘武灿,周飞翔,韩文锋,于万金,金佳敏,王久菊,张建君

(1.含氟温室气体替代及控制处理国家重点实验室 浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023；2.浙江工业大学 工业催化研究所，浙江 杭州 310018)

三氟甲烷CHF3(HFC-23)是生产CHClF2(HCFC-22)过程中产生的副产物，副产率约1.5%～3%[1]，其温室效应潜值(GWP)高达14 800[2]。我国是HCFC-22主要生产国，产能已超全球总量的70%[3](约70万t)，HFC-23副产量随着HCFC-22产量增加而逐渐上升。HFC-23目前主要采用高温焚烧处置，处理成本较高。为了控制HFC-23的排放，国家发改委计划在2015～2019年对HFC-23处置设施运行予以退坡补贴，2020年后将终止财政补贴。与此同时，《基加利修正案》要求各缔约国自2020年1月1日起对HFC-23进行销毁，因此HFC-23减排的可持续性面临较大挑战。在此背景下，近年HFC-23资源化转化研究越来越受到关注，本文主要介绍国内外主要的HFC-23资源化转化技术。

1 直接作三氟甲基化试剂

三氟甲基化反应是制药及其他有机化合物中间体合成的重要反应过程之一，常用的CF3Br、CF3I、CF3COOX、CF3SO2Cl等三氟甲基化试剂成本较高[4]。从原子经济性来看，直接利用HFC-23作为三氟甲基化试剂是最佳选择。正如Haufe[5]所评述，这使得原本无用的温室气体“重回工作岗位”，它提供了一种具有原子经济性和环境友好的三氟甲基化路线。但HFC-23的pKa为28[6]，是一种极弱酸，反应活性低，往往需要二甲基亚砜基钾、叔丁醇钾等强碱来脱质子进行活化[4]。

1991年，Shono等[7]提出了HFC-23可在碱的作用下，去质子化得到三氟甲基负离子。1998年，Troupel等[8]采用电化学一锅法三氟甲基化芳基醛类物质，通过阴极还原碘苯生成的强碱可以对三氟甲烷去质子化。……