一步法合成碳酸二甲酯的研究.pdf

1、人類生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的大量排放物造成了嚴重的環(huán)境污染，綠色化學由此產(chǎn)生，其根本目標是節(jié)約資源和防止污染，從而預防和控制環(huán)境污染和資源耗竭等問題。 作為一種低毒性和有多種反應活性的化學試劑，碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate簡稱DMC)的合成與應用近年來受到了廣泛的重視。它可以代替劇毒的光氣和硫酸二甲酯作為環(huán)境友好的有機合成中間體和起始物質(zhì)，應用于羰基化和甲基化反應中。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重的"溫室效應"，而實際上，二氧化碳是一種豐富的可利用資源。二氧化碳的化學利用既可以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求又可以滿足綠色化學的要求，逐漸成為重要的研究方向之一。而作為"有機化學新基石"的碳酸二甲酯也得到了人們越來越多的重視。 目前，工業(yè)上DMC的主要合成路線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過程簡單，能耗低、設備投資和產(chǎn)物分離花費少，在經(jīng)濟上更具吸引力。 本文利用活性炭負載無機堿金屬氫氧化物，制備新型負載催化劑，實現(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，對催化劑進行了系統(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催化劑性能的影響，具體內(nèi)容如下。 研究了活性炭負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、性要高于其它負載的催化劑；焙燒溫度對于氫氧化鈉負載催化劑的影響較大，最佳的焙燒溫度是600℃；反應3h，反應溫度為150℃的反應條件比較合適；提高醇/醚比可以提高選擇性和收率，最佳的醇醚比是8：1。對負載型催化劑的制備條件做了考察，分別對不同載體、不同前驅(qū)體、不同負載量、不同焙燒溫度等對催化劑性能的影響進行了研究，并對反應時間、反應壓力和反應溫度等對反應的影響做了研究，結(jié)果表明在以活性炭為載體，氫氧化鈉為前驅(qū)體，負載量15％(wt)，焙

5、燒溫度為600℃，反應初始壓力為4MPa的反應條件下甲醇和環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率分別為28.1％和199.9％，DMC和PG的選擇性達到最高，分別為39.8％和40.5％。預處理了活性炭載體并對負載型催化劑的制備條件、焙燒溫度、反應溫度等對催化劑性能的影響進行了研究，利用X射線衍射技術(shù)(XRD)、CO<,2>程序升溫脫(TPD)、X射線光電子能譜(XPS)、物理吸附等表征手段對活性炭為載體的負載型催化劑的超強堿性形成原因進行研究，結(jié)果表明Na