固載型離子液體催化合成碳酸酯的研究.pdf

1、碳酸酯是一種重要的化合物,其在有機(jī)合成、印染、電化學(xué)以及石油化工等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,所以,碳酸酯的綠色,高效合成成為近幾年研究的熱點(diǎn)。而離子液體憑借其本身的特點(diǎn),如在高壓下可以大量溶解CO2,對(duì)環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)具有良好的催化效果,催化劑能夠重復(fù)使用等,從而使離子液體在碳酸酯合成中的應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。但液相離子液體存在價(jià)格較高、用量大、催化劑不易于分離提純等缺點(diǎn),所以通過吸附或者接枝的固載化方法,嘗試將離子液體負(fù)載在無機(jī)多孔材料或者

2、有機(jī)高分子材料上,制得多相催化劑,把離子液體的特性轉(zhuǎn)移到多相固體催化劑上,成為目前關(guān)于離子液體研究的一個(gè)熱門領(lǐng)域。
　　 本文采用陽離子聚合方法把咪唑陽離子結(jié)合到無機(jī)硅膠上,然后通過離子交換法,得到不同陰離子的固載化離子液體。通過紅外、碳譜核磁共振、元素分析等手段對(duì)固載化的[mim]Cl,[mim]BF4,[mim]PF6進(jìn)行定性分析,確定其結(jié)構(gòu)。通過對(duì)反應(yīng)影響因素的考察,得出單純使用固載型離子液體催化劑時(shí),活性明顯低于傳統(tǒng)均相

3、反應(yīng)結(jié)果,環(huán)氧丙烷(PO)轉(zhuǎn)化率只有67.74％。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,助催化劑的加入可以提高PO的轉(zhuǎn)化率,所以實(shí)驗(yàn)考查多種助催化劑對(duì)此反應(yīng)的影響,得出加入助催化劑AlCl3形成的共催化體系,可以提高PO轉(zhuǎn)化率。實(shí)驗(yàn)最終得到適宜的催化反應(yīng)條件為:催化劑[mim]Cl0.3g,助催化劑AlCl30.03g,環(huán)氧丙烷(PO)2.0g,CO2壓力3MP,反應(yīng)溫度120℃,反應(yīng)時(shí)間4h。在此條件下,PO轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到99.12％,碳酸丙烯酯(PC)的選擇

4、性為99.1％。對(duì)催化體系重復(fù)使用性的研究發(fā)現(xiàn),該催化體系重復(fù)使用4次后,活性沒有明顯的降低。本文對(duì)此固載型離子液體催化劑對(duì)一步法合成碳酸二甲酯反應(yīng)的催化活性進(jìn)行考察,考通過對(duì)反應(yīng)影響因素的考察,得出適宜的催化反應(yīng)條件為:催化劑[mim]BF40.75g,共催化劑甲醇鈉0.25g,甲醇200mmol,PO25mmol,CO2壓力4MP,反應(yīng)溫度120℃,反應(yīng)時(shí)間6h。在此條件下,PO的轉(zhuǎn)化率為85.14％,碳酸二甲酯(DMC)的選擇性和