分子筛负载氨基、羟基离子液体催化CO2和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

合成了含氨基、羟基的双功能团离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-氨基丙基咪唑和单氨基功能团离子液体氯化-1-胺-丙基-3-甲基咪唑。将离子液体(ILs)负载在介孔分子筛SBA-15上,考察其催化CO2和环氧丙烷(PO)合成碳酸丙烯酯(PC)的反应性能,并用核磁共振进行表征。结果表明,与单功能团离子液体相比,双功能团离子液体具有优良的催化效率,在反应温度373 K、反应压力1.8 MPa条件下,其催化CO2和环氧丙烷制备碳酸丙烯酯,PO的转化率和PC的选择性分别达到90.4%、92.5%。通过Gaussian 09软件DFT方法中的B3LYP/6-311+G(d,p)基组理论分析了ILs与PO的稳定结构、相互作用关系、结合键能、电荷分布、静电势能差、前沿轨道及位能差,计算结果表明离子液体上的官能团氨基、羟基与PO耦合产生氢键,由此推测了环加成反应机理。     

离子液体催化CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯反应动力学研究

利用自制烷基功能化催化剂催化环氧丙烷(PO)与CO₂环加成生成碳酸丙烯酯(PC),对催化剂用量,反应温度,反应压力及反应时间进行优化,推导了该催化剂催化PC合成的反应机理并建立了动力学方程,讨论了不同温度下PO转化率和PC生成速率随时间变化的规律。实验结果表明,当催化剂用量为0.8%(w)、反应温度140℃、反应压力4.0 MPa、反应时间2.0 h时,PO转化率可达99.61%,PC收率达99.25%。PC合成反应速率与PO的浓度呈线性关系,并遵循一级反应动力学规律。     

离子液体催化CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的反应动力学研究

利用合成改性的复合离子液体催化剂（CMIL）催化CO₂与环氧丙烷（PO）生成碳酸丙烯酯（PC）,通过正交试验优化工艺参数,考察CMIL的催化性能。根据亲核反应机理,建立反应过程动力学方程,回归得到动力学方程参数。结果表明：CMIL具有很好的催化性能,当温度为95 ℃、压力为1.5 MPa、催化剂用量（催化剂与反应原料的质量比）为2.0%的条件下,PO转化率为99.98%,PC选择性为98.87%;在一定温度和压力下,PC的合成反应速率与催化剂浓度和PO浓度均成线性关系。     

硅胶负载聚醚离子液体的制备及其催化环氧丙烷和二氧化碳合成碳酸丙烯酯性能

首先制备氯化1-羟基聚醚-3-甲基咪唑离子液体([HO-PECH-MIM]Cl),再将其与正硅酸乙酯(TEOS)反应制备硅胶负载聚醚离子液体催化剂(Si-[HO-PECH-MIM]Cl),利用红外光谱仪对其化学结构进行表征,利用热重分析仪和电镜扫描仪对其热性能和表观形貌进行测试。然后在间歇反应釜中评价催化剂催化环氧丙烷(PO)与二氧化碳合成碳酸丙烯酯的性能,考察反应温度、催化剂用量及其循环使用次数等因素对转化率和选择性的影响。结果表明,硅胶负载聚醚离子液体催化剂制备成功,实现了相态转变,且热稳定性被提高。在较温和条件下即可高效完成催化过程,活性高,选择性好,易回收,可多次循环使用。在90℃,1.5MPa,m(cat.)∶m(PO)为2.0%的反应条件下,转化率为100%,选择性为98.1%,循环使用15次后,转化率和选择性指标仍在90.0%以上。     

固载化咪唑类离子液体催化合成碳酸丙烯酯

应用超声波技术在温和条件下制几种硅胶固载化的咪唑类离子液体(1-丙基(三甲氧基硅基)-3-甲基咪唑类离子液体)材料。应用29Si NMR、元素分析、低温N2吸脱附实验和热重分析(TG)对所制备的样品进行了表征,并考察了其催化二氧化碳和环氧丙烷(PO)合成碳酸丙烯酯(PC)的性能。结果表明离子液体基团是以共价键固载到了二氧化硅上,固载化前后载体孔结构变化不大。几种材料在碳酸丙烯酯合成反应中都表现出良好的催化性能,PO转化率均大于96%,PC选择性都在98%以上,并表现出较好的重复使用性能。     

介孔载体嫁接的离子液体催化二氧化碳合成碳酸丙烯酯

将离子液体1-丙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑的氢氧化物([Smim]OH)分别嫁接到介孔SiO_2、MCM-41和SBA-15分子筛上制备了非均相嫁接型离子液体,用傅里叶变换红外光谱、N_2吸附、元素分析和热重分析等技术对3种非均相嫁接型离子液体进行了表征。在无溶剂、温和的条件下,以非均相嫁接型离子液体为催化剂,研究了环氧丙烷(PO)与CO_2环加成合成碳酸丙烯酯的反应。实验结果表明,3种非均相嫁接型离子液体均具有较好的催化性能,[Smim]OH/SiO_2的催化性能最好;在[Smim]OH/SiO_2 1.260 mmol、PO 70 mmol、CO_22 MPa、120℃、8 h的优化反应条件下,PO的转化率可达99.5%;[Smim]OH/SiO_2重复使用4次后仍能保持较高的催化性能。     

季铵化壳聚糖催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯

采用化学键合法,将季铵盐分子负载到生物高分子壳聚糖上,制备了季铵化壳聚糖催化剂,并采用傅里叶变换红外光谱对催化剂进行了表征.表征结果显示,季铵盐羟丙基三甲基氯化铵通过共价键与壳聚糖氨基上的氮原子结合.将该催化剂用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯(PC),考察了反应时间、反应压力和反应温度对PC收率和选择性的影响.在反应温度160 ℃、反应时间6 h、催化剂用量1 mmol、环氧丙烷4 mL的条件下,PC的收率达98%、选择性达99%.反应压力对PC的收率和选择性影响不大.催化剂循环使用5次后,PC的选择性变化不大,PC的收率略有下降.     

Mim-NH_2/TBAB离子液体基二元均相催化体系在温和条件下高效催化转化CO_2

以功能化氨基咪唑离子液体(Mim-NH_2)为催化剂,四丁基溴化铵(TBAB)为助催化剂,将两者通过物理混合制成一种高效二元均相催化剂用于催化CO_2和环氧丙烷(PO)的环加成反应生成碳酸丙烯酯(PC),并系统考察了催化剂/助催化剂的物质的量比、CO_2压力以及反应温度对PC产率的影响。研究发现,Mim-NH_2和TBAB对CO_2的环加成反应有良好的协同催化效应,从而在无金属、无溶剂、温和的条件下高效催化转化CO_2。当Mim-NH_2/TBAB的物质的量比为1:1时,在75℃以及0.35MPa的CO_2压力下,反应48h后PC的产率高达98%以上。     

嫁接型离子液体的制备及其对CO2与环氧丙烷环加成反应的催化性能

采用后嫁接法在温和条件下制得了4种嫁接在硅胶上的离子液体,用傅里叶变换红外光谱、元素分析、N2吸附一脱附、热重等手段对其进行了表征,并考察了其对于CO2与环氧丙烷(PO)环加成反应的催化性能.结果表明,离子液体以共价键嫁接到硅胶上,具有较好的热稳定性;在无溶剂条件下,在CO2与PO环加成反应中表现出较好的催化活性;其中嫁接在硅胶上的1-丁基-3-甲基眯唑的氢氧化物([Bmim]OH/SiO2)的催化效果最好,PO的转化率大于99%,碳酸丙烯酯(PC)的选择性达到100%.     

季铵化壳聚糖催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯

采用化学键合法,将季铵盐分子负载到生物高分子壳聚糖上,制备了季铵化壳聚糖催化剂,并采用傅里叶变换红外光谱对催化剂进行了表征.表征结果显示,季铵盐羟丙基三甲基氯化铵通过共价键与壳聚糖氨基上的氮原子结合.将该催化剂用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯(PC),考察了反应时间、反应压力和反应温度对PC收率和选择性的影响.在反应温度160 ℃、反应时间6 h、催化剂用量1 mmol、环氧丙烷4 mL的条件下,PC的收率达98%、选择性达99%.反应压力对PC的收率和选择性影响不大.催化剂循环使用5次后,PC的选择性变化不大,PC的收率略有下降.     

环氧乙(丙)烷与二氧化碳环加成制备碳酸乙(丙)烯酯的催化剂研制进展

近年来,环氧烷与二氧化碳反应制备碳酸酯作为一条行之有效的固定二氧化碳的路线而倍受关注。催化剂是该反应的关键因素,以二氧化碳与环氧乙(丙)烷合成碳酸乙(丙)烯酯反应为研究对象,综述了适用于该反应的催化剂的研究进展,并对催化剂进行了分类和比较。     

CO_2与环氧丙烷环加成的催化剂及反应工艺研究

对ＣＯ２与环氧丙烷环加成反应的催化剂及反应工艺作了研究。结果表明，卤化物与有机碱组成的二元体系是适合的催化剂，其中ＳｎＣｌ４、ＬｉＣｌ、ＢｅＣｌ２、ＴａＣｌ５等卤化物具有较高的活性；有机碱则以三乙胺为宜。催化活性与卤化物及有机碱的Ｌｅｗｉｓ酸碱性有关。４２３～４３３Ｋ为环加成反应的最佳温度区间；卤化物及有机碱的含量分别占液相投料量的１．０％～１．５％及０．１％～０．２％时，催化体系的活性最高。     

[HEDUB]Br催化的环氧化合物与二氧化碳制备环状碳酸酯反应的研究

采用含羟基的离子液体1-羟乙基-1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯溴盐作为催化剂,研究了环氧化合物与CO_2在无有机溶剂、无添加剂情况下的反应,得到了此反应的最佳反应条件,100℃,2 MPa,4h。反应条件相对温和,目标产物收率较高,催化剂具有广泛的普适性。探讨了该反应的反应机理,认为羟基的引入能够与环氧化合物反应形成氢键,降低反应的活化能,促进此反应的进行。     

HTS分子筛催化丙烯环氧化反应的研究

研究了晶粒具有空心结构的钛硅分子筛（HTS）催化丙烯环氧化反应的催化性能。分别考察了成型粘结剂、反应温度对HTS催化丙烯环氧化反应的影响。结果表明，硅溶胶作粘合剂挤条成型催化剂对环氧丙烷的选择性显著优于铝溶胶，环氧丙烷选择性和H2O2有效利用率均随反应温度的升高而降低。在固定床反应装置上，采用正交试验法优化的反应条件为：丙烯与H2O2的摩尔比3∶1，甲醇与H2O2的摩尔比为40∶1，质量空速为7.5 h-1。     

利用环流反应器合成聚碳酸亚丙酯多元醇

以二氧化碳/环氧丙烷为原材料,在双金属氰化物催化剂催化下,利用环流反应器合成聚碳酸亚丙酯多元醇。研究发现,环流反应器能够使产品分子量分布变窄,提高产品中碳酸酯基团含量及催化剂的催化效率。研究还发现分子量调节剂对产品分子量分布有较大影响,采用混合型调节剂也能够使分子量分布变窄并降低小分子物质含量。本文还利用所得到的聚碳酸亚丙酯树脂制备出性能优良的聚氨酯弹性体。     

CO_2－环氧化物－甲苯的汽液平衡及CO_2在体系中的分配

对由ＣＯ２、环氧丙烷、环氧乙烷、聚碳酸亚丙酯、甲苯等构成的７个体系在４０～７０℃的气液平衡作了简易测定和闪蒸计算，结果与用Ｐｅｎｇ—Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程法计算的完全一致；计算了ＣＯ２在液相及在整个体系中的浓度比α，发现它与ＣＯ２在单位可占据容积中的质量与温度乘积成线性关系：回归相关系数为－０．９５，式中Ｔ为体系温度（Ｋ），Ｗ１为ＣＯ２总重（ｇ），Ｖｏ、Ｖ１和Ｖ１分别为体系总容积、液相体积和液相中各组分体积（ｍｌ），下标１表示超临界组分ＣＯ２。     

CO_2－环氧化物－甲苯的汽液平衡及CO_2在体系中的分配

对由ＣＯ２、环氧丙烷、环氧乙烷、聚碳酸亚丙酯、甲苯等构成的７个体系在４０～７０℃的气液平衡作了简易测定和闪蒸计算，结果与用Ｐｅｎｇ—Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程法计算的完全一致；计算了ＣＯ２在液相及在整个体系中的浓度比α，发现它与ＣＯ２在单位可占据容积中的质量与温度乘积成线性关系：回归相关系数为－０．９５，式中Ｔ为体系温度（Ｋ），Ｗ１为ＣＯ２总重（ｇ），Ｖｏ、Ｖ１和Ｖ１分别为体系总容积、液相体积和液相中各组分体积（ｍｌ），下标１表示超临界组分ＣＯ２。