用二氧化碳合成有機(jī)碳酸酯及有機(jī)碳酸酯的化學(xué)反應(yīng)研究.pdf

1、隨著煤、石油、天然氣等不可再生碳資源的不斷消耗，CO2以其豐富的儲量將可能成為有機(jī)合成的新碳源。CO2的化學(xué)利用在合成化學(xué)、碳資源利用及環(huán)境保護(hù)等方面均具有重大意義。在這方面，由CO2出發(fā)合成有機(jī)碳酸酯是一條前景廣闊的路線。作為一類環(huán)境友好材料，有機(jī)碳酸酯具有廣泛的應(yīng)用前景：可以用作二次鋰離子電池中的電解液；是一種優(yōu)良的汽油添加劑，來提高辛烷值；可以替代硫酸二甲酯作為甲基化試劑和替代光氣作為羰基化試劑；還可以用來合成聚碳酸酯。

2、1.兩步法合成碳酸二甲酯(DMC)。對于以環(huán)氧乙烷(EO)、CO2和甲醇為原料通過兩步法合成DMC和乙二醇，含有-N(CH3)3OH基團(tuán)或-N(CH3)2基團(tuán)的非均相陰離子交換樹脂具有很高的催化活性和催化選擇性。第一步是EO和CO2反應(yīng)合成碳酸乙烯酯(EC)，第二步反應(yīng)是EC和甲醇的酯交換反應(yīng)合成DMC和乙二醇。研究了各種反應(yīng)條件對催化活性和催化選擇性的影響。在EO和CO2反應(yīng)后，產(chǎn)物不需提純就可以直接進(jìn)行下一步酯交換反應(yīng)，DMC的產(chǎn)率

3、不會降低。 2.由甲醇和CO2直接合成DMC。用等體積浸漬法制備了Cu-Ni/MoO3-SiO2催化劑，并用IR、XRD和微分管式反應(yīng)器研究了催化劑的結(jié)構(gòu)和CO2與CH3OH合成DMC的反應(yīng)性能。結(jié)果表明，Cu和Ni的引入提高了MoO3在SiO2表面的分散度，且Cu和Ni在MoO3/SiO2表面分散均勻。在100℃、0.4MPa和空速350h-1的條件下，DMC的產(chǎn)率可達(dá)7.6％。 3.合成碳酸丙烯酯。手性季銨鹽化合物可

4、以催化外消旋環(huán)氧丙烷和CO2反應(yīng)，但反應(yīng)溫度偏高，不能得到不對稱的碳酸丙烯酯。 4.以DMC為原料合成碳酸二苯酯(DPC)。制備了多種負(fù)載PbO催化劑，來催化DMC和苯酚的酯交換反應(yīng)合成DPC。在各種載體中，MgO的效果最好，并且氧氣處理可以提高PbO/MgO催化劑的催化活性。對影響酯交換反應(yīng)的各種因素進(jìn)行了研究。浸漬法制備的氧處理PbO/MgO作為催化劑時(shí)，甲基苯基碳酸酯和DPC的產(chǎn)率達(dá)到10％和26.6％。當(dāng)使用再生的氧處理

5、PbO/MgO催化劑時(shí)，DPC的產(chǎn)率與初次使用的氧處理PbO/MgO催化劑相當(dāng)。通過XRD、DTA和BET技術(shù)對催化劑進(jìn)行了表征，PbO/MgO催化劑經(jīng)氧處理后Pb的氧化態(tài)和結(jié)晶形態(tài)發(fā)生了改變。 5.碳酸丙烯酯同時(shí)作為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的交聯(lián)劑和發(fā)泡劑。通過碳酸丙烯酯與EVOH羥基之間的酯交換反應(yīng)，生成了交聯(lián)的EVOH。在交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)，副產(chǎn)物1,2-丙二醇也同時(shí)作為發(fā)泡劑，得到發(fā)泡EVOH。研究了碳酸丙烯酯含量