ZrO-,2-催化CO-,2-和乙醇直接反應(yīng)合成碳酸二乙酯.pdf

1、二氧化碳的大量排放帶來了嚴(yán)重的全球性環(huán)境問題，對(duì)其進(jìn)行資源化利用一直都是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。從二氧化碳出發(fā)合成碳酸二乙酯(DEC)工藝路線的研究不僅可得到高附加值的化工產(chǎn)品，而且將二氧化碳作為一種可循環(huán)利用的碳資源，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境也具有重要意義。本文對(duì)氧化鋯催化二氧化碳和乙醇直接合成碳酸二乙酯進(jìn)行了研究，對(duì)催化劑制備與反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。 氧化鋯對(duì)二氧化碳和乙醇直接合成碳酸二乙酯具有較好的催化活性。在二氧化碳和乙醇進(jìn)料比為238/

2、427 mmol進(jìn)料，反應(yīng)溫度160℃下反應(yīng)2 h后獲得0.45mmol DEC，同時(shí)伴隨微量副產(chǎn)物乙醛和1，1-二乙氧基乙烷的產(chǎn)生，選擇性在90％以上。進(jìn)一步考察了CO2與烷基醇和芳基醇的反應(yīng)活性，甲醇，丙醇，丁醇與CO2反應(yīng)均檢測(cè)到碳酸酯的形成，而用苯酚和苯甲醇反應(yīng)時(shí)未檢測(cè)到碳酸酯的形成。 在CO2與乙醇反應(yīng)過程中ZrO2表面酸堿性對(duì)活性有較大影響，表面酸性隨著焙燒溫度升高而減弱，而堿性逐漸增強(qiáng)。800℃焙燒后的ZrO2表面

3、具有較佳的酸堿比而具有較佳的活性。ZrO2的晶相結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)無直接影響。H3PO4改性的ZrO2在較低的反應(yīng)溫度下顯示出較佳的活性。P的加入使氧化鋯由單斜相向四方相轉(zhuǎn)變，表面酸性沒有發(fā)生明顯變化，而堿性有所增強(qiáng)。 采用原位紅外方法對(duì)乙醇和二氧化碳在氧化鋯催化條件下合成碳酸二乙酯的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。乙醇與氧化鋯表面吸附的羥基反應(yīng)形成乙氧基鋯和水，二氧化碳與乙氧基鋯發(fā)生插入反應(yīng)后形成乙基碳酸鋯，最后乙基碳酸鋯與乙醇在氧化鋯表面反應(yīng)形