功能化Bronsted酸性離子液體催化合成環(huán)狀碳酸酯反應(yīng)性能研究.pdf

1、二氧化碳既是地球上最主要的溫室氣體,又是分布最廣、儲量最豐富的C1資源之一,因此無論從資源利用還是從環(huán)境保護(hù)的角度考慮,二氧化碳的化學(xué)固定都具有重要意義。通過二氧化碳與環(huán)氧化合物的環(huán)加成反應(yīng)合成環(huán)狀碳酸酯是極少數(shù)以CO2為原料而得以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的路線之一。通過該反應(yīng)得到的環(huán)狀碳酸酯是一種性能優(yōu)良的極性有機(jī)溶劑,也是合成碳酸二甲酯、1,2-丙二醇和聚碳酸酯等有機(jī)精細(xì)化學(xué)品的重要中間體。因此設(shè)計(jì)新型環(huán)境友好的高效催化劑,尋求環(huán)氧化合物與二氧化

2、碳高選擇性制備環(huán)狀碳酸酯的綠色催化生產(chǎn)工藝具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際應(yīng)用價值。
　　 本文合成了具有特定官能團(tuán)的Br()nsted酸性功能化離子液體,利用FT-IR、1HNMR.和UV-vis對離子液體的結(jié)構(gòu)和酸性進(jìn)行了表征；在二氧化碳與環(huán)氧化合物合成環(huán)狀碳酸酯反應(yīng)中,系統(tǒng)地研究了離子液體結(jié)構(gòu)及酸強(qiáng)度對其催化活性影響。在最優(yōu)反應(yīng)工藝條件下,考察Bmnsted酸性離子液體催化劑對環(huán)氧化合物合成環(huán)狀碳酸酯的適應(yīng)性和循環(huán)使用性能,并提出

3、了可能的催化反應(yīng)機(jī)理。
　　 通過Bronsted酸性離子液體原位與Lewis酸性金屬鹽ZnBr2、CuCl2等復(fù)合,使得催化劑體系同時具有Br()nsted酸性與Lewis酸性,協(xié)同催化二氧化碳與環(huán)氧化合物的偶聯(lián)反應(yīng),進(jìn)一步改善了Br()nsted酸性離子液體催化劑的催化性能。通過研究Br()nsted酸性離子液體的結(jié)構(gòu)、Lewis酸性金屬鹵化物的種類、Bronsted酸性離子液體與Lewis酸性金屬鹽的比例等對復(fù)合催化劑的催

4、化性能的影響規(guī)律,對反應(yīng)的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,并考察了Br()nsted-Lewis酸復(fù)合催化劑體系的循環(huán)使用,提出了可能的反應(yīng)機(jī)理。
　　 通過共價鍵鍵合的方法將具有羧基官能團(tuán)的Br()nsted酸性離子液體固載到聚苯乙烯樹脂、二氧化硅、MCM-41上,制備了固載化離子液體催化劑,并對固載化Br()nsted酸性離子液體的結(jié)構(gòu)、載體表面羥基數(shù)目、離子液體固載量進(jìn)行了表征。研究了固載催化劑固載離子液體的結(jié)構(gòu)以及載體表面羥基對其催