碳酸亞乙烯酯的綠色合成方法及環(huán)境影響評價.pdf

1、碳酸亞乙烯酯(VC)具有較高的介電常數(shù)和穩(wěn)定性，是重要的鋰離子電池添加劑。針對兩步法合成碳酸亞乙烯酯過程的改進，本文主要做了以下研究工作：
　　(1)氯代反應(yīng)：應(yīng)用正交實驗優(yōu)化了水浴加熱下氯代反應(yīng)條件為：n(EC):n(AIBN)=600:1，n(SO2Cl2):n(EC)=1.3:1，反應(yīng)時間100min，反應(yīng)溫度73℃，一氯代碳酸乙烯酯收率為82.3％，n(EC):n(AIBN)和n(SO2Cl2):n(EC)為顯著影響因素；

2、微波加熱氯代過程最佳反應(yīng)條件為：微波功率100W，滴加時間20min，n(SO2Cl2):n(EC)=1.4:1， n(EC):n(AIBN)=600:1，反應(yīng)時間15min，一氯代碳酸乙烯酯的收率為83.1%。微波法收率略高于水浴法，微波法反應(yīng)時間僅為水浴法的15%。
　　(2)考察了水浴加熱下碳酸二甲酯和丙酮兩種溶劑對脫氯反應(yīng)收率的影響，結(jié)果表明碳酸二甲酯作溶劑優(yōu)于丙酮。通過正交實驗獲得最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度60℃，滴加時間

3、40min，n(TEA):n(Cl-EC)=1.5:1，反應(yīng)時間6h，碳酸亞乙烯酯收率73.3%；溫度為顯著影響因素。以碳酸二甲酯和丙酮為溶劑的反應(yīng)動力學(xué)方程分別為：(此處省略公式)
　　(3)研究了微波加熱條件下氯代碳酸乙烯酯的脫氯反應(yīng)條件優(yōu)化。使用丙酮作溶劑時，微波加熱的收率和反應(yīng)時間上均優(yōu)于水浴加熱。微波加熱方式下的最佳反應(yīng)條件是：反應(yīng)時間70min，三乙胺滴加時間40min，n(TEA):n(Cl-EC)=1.5:1，微波

4、功率100W。此條件下碳酸亞乙烯酯收率為75%。微波加熱下反應(yīng)動力學(xué)方程為：(此處省略公式)
　　水浴加熱法得到的反應(yīng)動力學(xué)方程與微波加熱實驗數(shù)據(jù)吻合良好，表明對于微波法合成碳酸亞乙烯酯的反應(yīng)，其速率加快的原因可能是熱效應(yīng)。
　　(4)分別應(yīng)用能量利用效率和綠色度方法比較了水浴加熱和微波加熱兩種方法的環(huán)境影響，其結(jié)果一致。微波加熱法的環(huán)境影響僅為水浴加熱法的15-25%。當微波功率為100W時，氯代過程能量利用效率最高；當微