用于環(huán)氧乙烷和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸乙烯酯的納米復合物催化劑研究

【摘要】：碳酸乙烯酯是兩步法從環(huán)氧乙烷生成乙二醇的重要中間產(chǎn)物,通過環(huán)氧乙烷和二氧化碳在催化劑存在下反應(yīng)得到,是生產(chǎn)乙二醇的節(jié)能方法。聚合物負載的多相催化劑可用于該反應(yīng),但該類催化劑由于載體的原因存在熱穩(wěn)定性差、不耐溶脹的問題。我們使用質(zhì)量含量約2.4wt%的納米碳材料復合的聚合物載體,解決了上述存在的問題。實驗結(jié)果表明,碳納米材料復合后,聚合物載體固載的季鏻鹽催化劑的熱穩(wěn)定性和耐溶脹能力得到明顯的提高。TG-DTG結(jié)果表明,與未復合的催化劑相比較,復合物固載的季鏻鹽催化劑的最大分解溫度提高了約10 oC;溶脹實驗結(jié)果表明,復合物固載的季鏻鹽催化劑在碳酸乙烯酯中的溶脹率為5.1%,而未復合的催化劑為12.5%。另外,FTIR和31P NMR結(jié)果表明,復合和未復合兩種聚合物催化劑中的磷活性中心的化學環(huán)境類似;但XRF結(jié)果表明,未復合的催化劑中P活性中心的濃度高于復合的催化劑。當將這兩種催化劑用于環(huán)氧乙烷和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸乙烯酯時,我們發(fā)現(xiàn)復合物固載的季鏻鹽催化劑的穩(wěn)定性明顯高于未復合的催化劑,重復使用8次,環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率未見明顯下降。而未復合的固載季鏻鹽催化劑雖然第一次使用的活性較高,但重復使用8次后,由于其較差的熱穩(wěn)定性和耐溶脹能力,活性明顯下降,環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率下降了約20%。 【作者單位】：上海石油化工研究院
【關(guān)鍵詞】：納米復合物 固載化 季鏻鹽 聚合物 碳酸乙烯酯
【分類號】：TQ225.52
【正文快照】： CO2作為主要的溫室氣體,其過量排放是引起地表溫度上升、冰川融化和氣候異常的主要原因,因此,如何降低CO2排放量、充分回收利用CO2成為研究熱點[1]。利用CO2與環(huán)氧化物反應(yīng)合成環(huán)狀碳酸酯是CO2資源化利用的重要方式之一。環(huán)狀碳酸酯是重要的工業(yè)原料,可用作電池電解液、極性溶

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