一步法合成碳酸二甲酯的研究.pdf

1、人類(lèi)生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的大量排放物造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，綠色化學(xué)由此產(chǎn)生，其根本目標(biāo)是節(jié)約資源和防止污染，從而預(yù)防和控制環(huán)境污染和資源耗竭等問(wèn)題。 作為一種低毒性和有多種反應(yīng)活性的化學(xué)試劑，碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate簡(jiǎn)稱(chēng)DMC)的合成與應(yīng)用近年來(lái)受到了廣泛的重視。它可以代替劇毒的光氣和硫酸二甲酯作為環(huán)境友好的有機(jī)合成中間體和起始物質(zhì)，應(yīng)用于羰基化和甲基化反應(yīng)中。此外，由于DMC具有較高的氧含量，可以取代甲基叔丁

2、基醚作為汽油添加劑提高汽油的辛烷值。 作為廢氣大量排放的二氧化碳造成了嚴(yán)重的"溫室效應(yīng)"，而實(shí)際上，二氧化碳是一種豐富的可利用資源。二氧化碳的化學(xué)利用既可以滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展的要求又可以滿(mǎn)足綠色化學(xué)的要求，逐漸成為重要的研究方向之一。而作為"有機(jī)化學(xué)新基石"的碳酸二甲酯也得到了人們?cè)絹?lái)越多的重視。 目前，工業(yè)上DMC的主要合成路線(xiàn)是甲醇液相氧化羰化法，甲醇與碳酸丙烯酯(碳酸乙烯酯)酯交換法。與兩步直接酯交換法相比，甲醇、環(huán)氧

3、丙烷、二氧化碳一步法合成DMC過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低、設(shè)備投資和產(chǎn)物分離花費(fèi)少，在經(jīng)濟(jì)上更具吸引力。 本文利用活性炭負(fù)載無(wú)機(jī)堿金屬氫氧化物，制備新型負(fù)載催化劑，實(shí)現(xiàn)由二氧化碳、甲醇和環(huán)氧丙烷一步法合成碳酸二甲酯的反應(yīng)，對(duì)催化劑進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，著重考察了不同催化劑活性組分和載體及其制備條件和方法對(duì)催化劑性能的影響，具體內(nèi)容如下。 研究了活性炭負(fù)載堿金屬氫氧化物催化劑作用下的碳酸二甲酯一步法合成，結(jié)果表明以活性炭為載體的催化劑活

4、性要高于其它負(fù)載的催化劑；焙燒溫度對(duì)于氫氧化鈉負(fù)載催化劑的影響較大，最佳的焙燒溫度是600℃；反應(yīng)3h，反應(yīng)溫度為150℃的反應(yīng)條件比較合適；提高醇/醚比可以提高選擇性和收率，最佳的醇醚比是8：1。對(duì)負(fù)載型催化劑的制備條件做了考察，分別對(duì)不同載體、不同前驅(qū)體、不同負(fù)載量、不同焙燒溫度等對(duì)催化劑性能的影響進(jìn)行了研究，并對(duì)反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度等對(duì)反應(yīng)的影響做了研究，結(jié)果表明在以活性炭為載體，氫氧化鈉為前驅(qū)體，負(fù)載量15％(wt)，焙

5、燒溫度為600℃，反應(yīng)初始?jí)毫?MPa的反應(yīng)條件下甲醇和環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率分別為28.1％和199.9％，DMC和PG的選擇性達(dá)到最高，分別為39.8％和40.5％。預(yù)處理了活性炭載體并對(duì)負(fù)載型催化劑的制備條件、焙燒溫度、反應(yīng)溫度等對(duì)催化劑性能的影響進(jìn)行了研究，利用X射線(xiàn)衍射技術(shù)(XRD)、CO<,2>程序升溫脫(TPD)、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)、物理吸附等表征手段對(duì)活性炭為載體的負(fù)載型催化劑的超強(qiáng)堿性形成原因進(jìn)行研究，結(jié)果表明Na