超临界二氧化碳中合成环碳酸酯的催化剂研究进展

超临界二氧化碳(sc CO2)是一种环境友好型溶剂,它作为传统有机溶剂的替代品已被广泛应用于绿色化学过程的开发。其中,环氧化合物在超临界二氧化碳中制备环碳酸酯是实现二氧化碳高附加值转化的有效途径之一。本文回顾了近年来在超临界二氧化碳中合成环碳酸酯的研究进展,着重介绍了不同种类的催化剂,包括金属配合物、季盐、二元催化体系、离子液体、金属氧化物、有机小分子及其他类型催化剂在该反应体系中的应用,突出了超临界二氧化碳既作为溶剂,又作为反应物的双重优势。从经济和环境角度考虑,离子液体或季盐等有机催化剂具有更好的工业化应用前景。同时,指出了高效和绿色催化体系设计和创制是该研究领域的关键。     

离子液体催化二氧化碳合成环状碳酸酯的研究进展

离子液体作为一种新型绿色环保介质,由于其结构可设计、稳定性高以及催化活性高等优点,使其在CO_2环加成反应的催化方面应用前景广阔。本文综述了近年来离子液体催化CO_2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展。传统离子液体包括咪唑类、吡啶类、季铵盐季盐等离子液体,而功能化离子液体包括羟基功能化、羧基功能化等离子液体。与传统离子液体相比,功能化离子液体具有更好的催化活性。无机或有机材料负载的非均相离子液体催化剂报道较多,载体包括SiO_2、氧化石墨烯、聚合物等。非均相催化剂具备易分离、可在固定反应器中连续反应等优点,更适应工业化生产。指出了CO_2与环氧化合物反应制备环状碳酸酯过程中出现的催化剂活性低、反应条件苛刻等关键问题,因此寻求高选择性合成环状碳酸酯的环境友好的新型高效催化剂具有重要的学术意义和实用价值。     

金属配合物催化CO_2转化为环碳酸酯的进展

利用CO_2与环氧化合物的环加成反应制备环碳酸酯,具有100%的原子经济性、环境友好等特点,有利于缓解温室气体效应,有着重要的理论和现实意义。开发新颖、高效的催化体系是该反应顺利快速进行的关键所在。近年来,金属配合物催化体系在环氧化合物和CO_2环加成反应应用最多,催化效果最为出色。综述了金属配合物催化体系如主族金属、过渡金属、镧系金属以及3d-4f金属催化剂等在CO_2与环氧化物环加成反应领域的研究进展,为今后合成新型高效金属配合物催化体系提供重要参考。     

环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯催化剂研究进展

二氧化碳(CO_2)通过环加成工艺合成环状碳酸酯的反应不仅符合"绿色化学"和"原子经济性"的理念,还能减少工业尾气中CO_2的排放所引起的温室效应影响,是一种利用工业催化技术实现碳捕集、利用和封存(CCS)的新技术,其经济效益和减排效率是传统CCS技术无法比拟的。本文综述了CO_2和环氧乙烷(EO)酯化反应催化剂的研究现状,总结了酯化催化剂的种类,分析了影响酯化催化剂性能的因素,如制备、助剂和载体等,最后对该催化剂的发展前景进行了展望。     

由二氧化碳出发合成有机碳酸酯

对以二氧化碳为原料合成有机碳酸酯的环氧路线、酯交换和直接合成方法作了综合评述 ,认为直接合成是最佳的合成路线。碳酸酯的直接合成可在均相及多相催化体系中进行 ,负载金属、金属甲氧基化合物及碱均可作为催化剂。直接法研究的关键在于高性能催化剂的开发、由二氧化碳对金属 -氧键插入反应导致的催化循环的构筑及耦合反应的应用。     

离子液体在CO2环加成反应中的应用

离子液体(ILs)作为一种新型的"绿色溶剂",因其具有热稳定性好、挥发性低、结构可设计性等优点被广泛应用在CO_2环加成反应中。综述了由ILs催化CO_2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展,从反应相态的角度将ILs催化剂分为普通ILs催化剂和负载ILs催化剂,分别阐述了其催化性能。简要分析了ILs催化剂目前存在的主要问题,并对ILs在CO_2环加成反应中的应用进行了展望。     

多孔有机聚合物催化二氧化碳合成环状碳酸酯研究进展

二氧化碳（CO₂）捕集、利用和储存（CCUS）在全球能源结构转型中是一种极具潜力的策略,能够实现能源供给、基础原料产出以及限制气候变化。多孔有机聚合物（POPs）具有高CO₂吸附容量和吸附选择性、突出的结构特性以及优异的化学可调控性,其作为极具潜力的材料广泛应用于催化CO₂参与的有机反应中。其中,CO₂与环氧化物环加成生成环状碳酸酯的反应具有100%的原子经济性,且其产物也极具工业价值。本文基于CO₂环加成反应催化机制,从催化剂的合成方法、结构性质与组成特性角度出发,综述了POPs在CO₂/环氧化物环加成反应的研究进展,包括金属配合物类、氢键供体类、离子液体类、金属配合物/离子液体和氢键供体/离子液体等有机多孔聚合物体系。通过阐述POPs在催化CO₂制备高附加值环状碳酸酯反应中的研究现状和发展趋势,为POPs的开发与应用以及CO₂综合利用的工业化探索提供具有建设性的指导意见。     

回收高溶性无机金属催化剂的新工艺

<正> 美国联合碳化公司开发了一个从含有机氢氧化合物的液体中有效地分离无机阳离子的新工艺。该工艺适用于回收铵,碱金属及碱土金属,它将待处理液体与一种酰化剂相接触,使有机氢氧化合物酰化,这样就能生成一种可溶性盐,然后将沉淀物滤去。这一工艺对碳酸烯烃酯生产中的催化剂回收(如碘化钾KI)特别有价值。碳酸烯烃酯是由环氧乙烷和二氧化碳在有碘化钾催化剂存在下反应而生成的。该反应的选择性达99%,转化     

丙三醇制丙三醇碳酸酯催化研究进展

以丙三醇为原料可通过多种途径制备丙三醇碳酸酯,包括丙三醇与尿素的醇解反应、与碳酸酯的酯交换反应以及与CO、CO_2的羰基化反应等。对丙三醇碳酸酯的合成途径、所用催化剂的性能进行综述,并对其未来进行了展望。     

离子液体功能化salen Mn催化苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯

合成了咪唑离子液体功能化salen Mn配合物（IL-salen Mn）,并作为唯一催化剂成功应用于苯乙烯与二氧化碳一锅合成碳酸苯乙烯酯反应中。首先,以尿素过氧化氢（UHP）为氧化剂、吡啶氮氧化物（PyNO）为助剂,催化苯乙烯高效制备环氧苯乙烷,继而催化环氧苯乙烷与二氧化碳发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯。分别考察了催化剂的种类和用量、助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间以及反应温度等因素对上述反应的影响。当催化剂用量为8 mol%（以反应物总的物质的量记）,n(苯乙烯)∶n(UHP)∶n(PyNO)=1.0∶3.0∶0.2,环氧化反应温度和时间分别为30 ℃和5 h,环加成反应温度和时间分别为80 ℃和12 h,二氧化碳压力为1 MPa时,苯乙烯的转化率为90%,碳酸苯乙烯酯收率达到32%。结合前期研究与反应时间动力学结果,推测了该串联反应可能的机理。     

β-环糊精/KI催化二氧化碳与环氧化合物偶联反应研究

发展高效、绿色、可降解、无毒的催化剂一直是研究二氧化碳与环氧化合物偶联反应的一个热点。研究了β-环糊精(β-CD)/无机盐体系催化二氧化碳与末端环氧化合物的偶联反应,考察了反应温度、催化剂用量和不同金属盐的影响以及催化剂的循环使用性能。结果表明,在150℃、0.9MPa和催化剂用量4 mol%条件下,以KI为催化剂,β-CD为共催化剂,无需任何溶剂就可以使二氧化碳和环氧化合物发生偶联反应,并以很高的收率得到环碳酸酯。     

均相催化剂催化CO_2与环氧化物合成环状碳酸酯的研究进展

以CO_2与环氧化物合成环状碳酸酯为研究对象,综述了有机碱催化剂、碱金属卤化物催化剂、酸碱性催化剂、金属配合物催化剂、杂多酸盐催化剂、离子液体催化剂6类均相催化剂的研究进展,并就其催化活性进行了比较,探讨了未来均相催化剂的发展前景。     

Lewis酸碱位点共存的MOFs在CO2环加成反应中的催化应用

二氧化碳(CO2)是一种温室气体,同时也是丰富、无毒、不燃的可再生碳一资源,其转化和利用具有重要意义,CO2与环氧化物环加成反应制备环状碳酸酯就是其中一种具有研究价值的途径。金属有机骨架材料(MOFs)由于具有可设计的模块化结构,在催化等领域一直以来都是研究热点。通过选择合适的有机配体与金属中心组装可以得到同时含有Lewis酸、碱位点的MOFs材料,能够在无助催化剂无溶剂条件下催化CO2环加成反应。本文将以MOFs材料中Lewis酸、碱位点的类型为出发点来介绍含Lewis酸-碱对MOFs材料催化CO2环加成的相关工作。     

钴卟啉-四丁基溴化铵串联催化苯乙烯在氧气和二氧化碳中合成碳酸苯乙烯酯

通过仿生催化，将苯乙烯、氧气（O₂）和二氧化碳（CO₂）直接合成环状碳酸酯在现代化学中极具学术研究意义和工业应用价值。采用钴卟啉-四丁基溴化铵为双组分催化剂，以2-氧代环戊烷羧酸甲酯为助剂，在O₂和CO₂条件下，直接将苯乙烯转化为碳酸苯乙烯酯。系统考察了催化剂用量等因素对催化性能的影响。在最佳反应条件下，苯乙烯的转化率高达99%，环状碳酸酯的收率可达35%。利用在线紫外与在线红外探讨了该串联反应可能的机理。结果表明，钴中心与2-氧代环戊烷羧酸甲酯的环内氧原子配位后活化氧气形成过氧活性物种，进而形成高价钴-氧中间体，其通过传递氧原子给苯乙烯而生成环氧苯乙烷。而后，环氧苯乙烷在四丁基溴化铵的催化作用下开环，并通过CO₂插入反应和分子内闭环反应最终生成环状碳酸酯。     

低成本环状碳酸酯新工艺诞生

近日,南开大学的科研人员开发出了一种新型固体催化剂用于制备环状碳酸酯,这种高分子负载催化剂可做到一相反应、两相分离,利用二氧化碳与环氧化物加成反应合成环状碳酸酯,大大简化了工艺流程,产品无需经过分离、纯化过程,纯度就可达到99%以上,且生产成本大大降低。该新工艺的技术路线是:设计并合成非均相催化剂和亲二氧化碳的均相催化剂,用超临界二氧化碳作为溶剂,实现催化剂与产物的直接分离并循环使用。这一对二氧化碳温室气体的资源化利用技术具有广阔的应用前景。     

用于CO_2和环氧化物开环加成的负载型催化剂研究进展

综述了利用负载型催化剂催化CO_2和环氧化物开环加成制备环状碳酸酯的研究进展,重点以负载型催化剂常用载体为依据,对负载型催化剂的制备方法、反应条件、选择性及催化活性进行了阐述,为制备新型高效负载型催化剂的进一步研究     

多孔材料在催化CO2与环氧化物环加成反应中的研究进展

以CO2为原料与环氧化物合成环状碳酸酯是实现CO2资源利用最为有效的途径之一，也是缓解温室效应的有效方式之一。在该反应中催化剂的选择至关重要，多孔材料由于具有相对密度低、强度高、比表面积大、稳定性好、合成方法多样等优点而被广泛应用于催化CO2环加成。重点综述了近年来无机多孔材料、多孔有机聚合物材料、金属有机骨架材料在催化CO2与环氧化物合成环状碳酸酯中的研究进展，介绍了各催化剂的优缺点并对未来多孔材料的发展进行了展望。     

多金属氧酸盐催化反应的研究进展

介绍了近年来多金属氧酸盐作为友好催化剂在化学反应催化方面的应用:氧化反应、酸催化反应、有机叠氮环加成反应、CO_2环加成反应、偶联反应。     

二氧化碳与环氧烷加成反应的金属配合物催化剂及活化机理研究进展

综述了环氧烷与CO2开环加成反应合成环状碳酸酯的金属配合物催化剂的研究进展,讨论了金属配合物催化活化环氧烷和CO2完成环加成反应的活化机理,为CO2的化学利用及环氧烷合成环状碳酸酯工艺的研究、开发与应用提供参考。     

温和条件下高效催化转化CO_2的催化体系ZIF-8/TBAB的研究

研究了在不同反应条件下金属有机骨架材料ZIF-8在助催化剂四丁基溴化铵(TBAB)存在下,催化CO_2和环氧丙烷(PO)生成环状碳酸酯(PC)的反应。研究发现,金属有机骨架ZIF-8和TBAB在催化转化CO_2方面有很好的协同效应。当ZIF-8(基于Zn元素)/TBAB摩尔比为0.58/1.80(mmol/mmol)时,在90℃、0.35 MPa条件下反应48 h,PC的产率达98%以上。并且,通过SEM分析表明,金属有机骨架ZIF-8在催化前后形貌并没有发生改变,说明该催化剂具有良好的稳定性。