高热稳定强碱性离子液体用于碳酸二甲酯合成

以咪唑、氢氧化钾和1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([Emim]Br)为原料,制得1-乙基-3-甲基咪唑咪唑盐([Emim]IM)。并考察了一系列咪唑类离子液体对催化碳酸乙烯酯(EC)与甲醇(MeOH)酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)的影响。根据GC-MS分析,推测了反应机理及路径。结果表明:提高碱强度、增加阴离子半径或缩短咪唑阳离子烷基取代基碳链长度均有利于促进酯交换反应的进行。离子液体[Emim]IM具有阴、阳离子作用相对较弱、阴离子电负性较强的特性,将其用于催化EC与MeOH酯交换合成DMC。结果显示,[Emim]IM活性与甲醇钠相当。在反应温度为68℃,n(EC)∶n(MeOH)=1∶10,催化剂用量为反应原料总质量的0.3%时,1 min即达到反应平衡,DMC选择性为100%,收率为88.70%。随着温度升高、MeOH含量增加,DMC收率逐渐升高。即使在0℃下反应,[Emim]IM仍具有较好的催化活性,与商业化的最优1,3-二甲基咪唑碘盐([Mmim]I)离子液体催化效率相当。催化剂重复使用20次,DMC收率一直维持在88%～90%,展现出极佳的稳定性。     

环丁砜处理磺酸树脂高效催化聚甲氧基二甲醚合成

聚甲氧基二甲醚(DMM3～7)作为柴油添加剂可提高柴油十六烷值和燃料利用率,具有广阔应用前景。以环丁砜处理后的磺酸树脂为催化剂,用于甲缩醛(DMM)和三聚甲醛(TOX)合成DMM3～7反应,系统地研究了不同条件因素对反应过程中原料转化率和产物选择性的影响,并推断了反应机理。发现:反应体系中含有不同微量(mg/kg级) H_2O对原料转化率和产物选择性影响较大;当H_2O含量超过一定值时,有白色沉淀多聚甲醛(PF)生成,PF选择性随H_2O含量增加而增大,同时生成大量甲醇,导致目标产物DMM3～7选择性降低。创新地采用环丁砜对酸性磺酸树脂NKC-9进行脱水处理,使固体催化剂表面及孔道吸附H_2O含量从2154 mg/kg显著降至198 mg/kg;同时使用13X分子筛对原料DMM进行吸附脱水处理,使DMM中H_2O含量从710 mg/kg明显降至54mg/kg。当反应温度313 K (40℃)、反应2 h、压力1.0 MPa、DMM与TOX质量比2/1时,DMM和TOX转化率以及DMM3～7质量选择性分别从48.27%、88.41%以及45.27%显著提升至52.91%、93.34%和61.58%。与文献报道的数据相比,改性后的磺酸树脂在低温下即表现出极佳的催化效果,DMM3～7质量选择性突破60%。     

环丁砜处理磺酸树脂高效催化聚甲氧基二甲醚合成

聚甲氧基二甲醚（DMM_3～7）作为柴油添加剂可提高柴油十六烷值和燃料利用率,具有广阔应用前景。以环丁砜处理后的磺酸树脂为催化剂,用于甲缩醛（DMM）和三聚甲醛（TOX）合成DMM_3~7反应,系统地研究了不同条件因素对反应过程中原料转化率和产物选择性的影响,并推断了反应机理。发现：反应体系中含有不同微量（mg/kg级）H₂O对原料转化率和产物选择性影响较大;当H₂O含量超过一定值时,有白色沉淀多聚甲醛（PF）生成,PF选择性随H₂O含量增加而增大,同时生成大量甲醇,导致目标产物DMM_3~7选择性降低。创新地采用环丁砜对酸性磺酸树脂NKC-9进行脱水处理,使固体催化剂表面及孔道吸附H₂O含量从2154 mg/kg显著降至198 mg/kg;同时使用13X分子筛对原料DMM进行吸附脱水处理,使DMM中H₂O含量从710 mg/kg明显降至54 mg/kg。当反应温度313 K（40℃）、反应2 h、压力1.0 MPa、DMM与TOX质量比2/1时,DMM和TOX转化率以及DMM_3～7质量选择性分别从48.27%、88.41%以及45.27%显著提升至52.91%、93.34%和61.58%。与文献报道的数据相比,改性后的磺酸树脂在低温下即表现出极佳的催化效果,DMM_3～7质量选择性突破60%。