新型離子液體催化劑的制備及其在二氧化碳與環(huán)氧化合物合成環(huán)狀碳酸酯中的應用.pdf

1、CO2是目前地球上最主要的溫室氣體,但同時也是無毒、廉價和儲量豐富的C1資源。隨著化石燃料快速地消耗,“碳源危機”的趨勢日益加劇,CO2的資源化利用成為近年來研究的熱點課題之一。其中,通過CO2與環(huán)氧化物環(huán)加成合成環(huán)狀碳酸酯的過程因其原料價格低廉、具有100％原子利用率,符合“綠色化學”和“原子經(jīng)濟”的發(fā)展而成為最有前景和少數(shù)可工業(yè)化利用CO2的途徑之一。環(huán)狀碳酸酯是十分重要的化學產(chǎn)品,可作為清潔型極性溶劑,可用于酚醛樹脂生產(chǎn)、聚碳酸酯

2、合成、熱硬化性樹脂合成,還可作為鋰二次電池的電解液,化妝品添加劑,制藥和精細化工中間體等。但目前所開發(fā)的催化劑大多存在催化活性不高、需要溶劑和/或助催化劑、和/或催化劑與反應產(chǎn)物的分離困難等不足。因此,設(shè)計合成新型、高效、不需無溶劑和助催化劑、可重復使用的環(huán)加成催化劑是本領(lǐng)域的研究重點。
　　1.合成了一系列酸堿雙功能的(羧基、羥基、氨基)功能化胍鹽離子液體(FGBILs),在無助催化劑和溶劑的條件下對CO2與環(huán)氧化合物環(huán)加成反應

3、表現(xiàn)出較高的催化活性和選擇性。當以氨基功能化FGBILs([TMGC2H4NH2]Br)為催化時,在較溫和的條件下(130 oC,2.5 MPa)反應2小時后,底物環(huán)氧丙烷基本可反應完全。此外,實驗還探討了催化劑結(jié)構(gòu)(碳鏈長度、陰離子類型)及反應條件(催化劑用量,反應溫度,反應壓力,反應時間)對其性能的影響,并提出了可能的反應機理。
　　2.合成了一系列(羧基、羥基、氨基)功能化季鏻鹽離子液體(FPBILs),在無助催化劑和溶劑的

4、條件下對CO2與環(huán)氧化合物環(huán)加成反應表現(xiàn)出了較高的催化活性和選擇性。其中以羧基功能化的[Ph3PC2H4COOH]Br為催化劑時,在較溫和的條件下反應3小時后,環(huán)氧丙烷可基本反應完全。此外,實驗還探討了FPBILs結(jié)構(gòu)(碳鏈長度、官能團類型、陰離子種類)和反應條件(催化劑用量,反應溫度,反應壓力,反應時間)對其催化性能的影響,并提出了可能的反應機理。
　　3.通過化學鍵合的方法,制備出了聚合物固載的咪唑-季鏻鹽雙陽離子離子液體催化

5、劑([P-Im-C4H8Ph3P]Br2)。在無助催化劑和溶劑的條件下,該催化劑對CO2與環(huán)氧化合物的環(huán)加成反應展現(xiàn)了良好的催化性能。在130 oC,2.5 MPa,4 h和催化劑0.38 mol%的條件下,碳酸丙烯酯的選擇性和產(chǎn)率分別為99.5%和96.8%。此外,該催化劑在反應中有良好的穩(wěn)定性和循環(huán)使用性能。
　　4.通過化學鍵合的方法合成了一系列聚合物負載的(羧基、羥基、氨基)功能化雙咪唑陽離子離子液體(P-FDIILs),