目前煤化工生产氯乙烯主要以氯化汞作为催化剂,造成了严重的环境污染。寻找可替代的无汞催化剂是该行业的研究热点,大量研究集中在金属催化剂上。但贵金属催化剂成本高,贱金属催化剂效率低的问题一直是该研究的瓶颈问题。在研究比较了金属催化剂的特性和微生物转化的基础上,本文主要开展一种基于生物还原酶的为理论原型的新型无汞催化剂的理论研究。首先对四种还原酶还原乙炔的实验,发现硝基还原酶可能对乙炔具有一定的还原性,转化率较小。固氮酶对乙炔的最大转化率为1.73%,具有高效性,不易失活。超声处理对乙炔的转化率有作用。依据固氮酶与乙炔的反应,通过分子模拟手段对乙炔在固氮酶中的还原机理进行了研究,固氮酶与乙炔作用的活性口袋可能在铁钼辅因子附近的口袋,而铁钼辅因子可能是参与乙炔还原的活性辅因子。比较了固氮酶与其他三种还原酶的相似结构,发现活性辅因子附近的甘氨酸Gly356及Gly35’在还原中起着重要作用,并且每种还原酶都与固氮酶有着相似蛋白二级结构,其中硝基还原酶与固氮酶的相似二级结构蛋白链最长,并且距离各自的活性辅因子最近。本文对固氮酶还原乙炔与金属无汞催化剂的催化机理进行比较。对无汞催化剂的研究发现氯化铜在无汞催化剂中转化率最高,在130℃下达到54%,6h后开始失活,失活时间会随着温度的升高而加速。比较五种金属催化剂和还原酶催化乙炔的异同,并通过分子模拟拟合了当金属催化剂与还原酶合成新型催化剂时的构型。通过活性炭和壳聚糖制备了新型复合催化剂载体,其负载量随温度的降低升高,当的溶浓度为1000mg·L-1时,每克复合载体携带氯化铜的含量近似于8mg,具有负载能力。