由二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的催化剂及反应工艺研究
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二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的机理众所周知,二氧化碳是目前全球温室气体排放的主要成分之一,而甲醇则是一种广泛应用于化工领域的重要化合物。
近年来,科学家们提出了利用二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法,这一方法可以将温室气体转化为有机化合物,具有重要的环保意义。
本文将从深度和广度两个方面探讨二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的机理,并分析其在环保与化工领域的应用前景。
一、二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯,通常采用催化剂的方式进行。
在合成过程中,二氧化碳与甲醇首先通过催化剂的作用发生反应,生成碳酸二甲酯。
这一反应过程十分复杂,涉及到催化剂的选择、反应条件的控制等方面。
通过对反应机理的探究,科学家们逐渐揭示了二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的机理,为相关工业生产提供了重要的理论支持。
二、二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的环保意义二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法具有重要的环保意义。
这一方法可以有效减少温室气体的排放,降低对环境的污染。
另将二氧化碳转化为有机化合物,可以有效利用二氧化碳资源,减轻对传统化石能源的依赖。
二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法在环保领域具有重要的应用前景。
三、我对二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的理解在我看来,二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法是一种具有前景的环保化工技术。
通过将温室气体转化为有机化合物,既可以减少对传统能源的依赖,又可以降低环境的污染。
这一方法的研究不仅有助于解决温室气体排放所带来的环境问题,还有望为化工产业的可持续发展提供新的思路。
二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法具有重要的理论和应用意义。
通过深度和广度兼具的探讨,我们不仅可以了解其具体的合成机理,还可以更好地认识到其在环保与化工领域的应用前景。
希望未来能有更多科学家和工程师投身于这一领域的研究,共同推动环保化工技术的发展与应用。
二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法是一种颇具潜力的环保技术,它可以有效地将温室气体转化为有机化合物,从而减少对传统能源的依赖,降低环境污染,具有重要的环保意义。
碳酸二甲酯生产工艺碳酸二甲酯是一种重要的化工原料,广泛应用于涂料、塑料、纤维、医药等领域。
本文将介绍碳酸二甲酯的生产工艺,包括原料、反应机理、工艺流程、优化措施等方面。
一、原料碳酸二甲酯的原料是甲醇和二氧化碳。
甲醇是一种常见的有机溶剂,广泛应用于化工、医药、食品等领域。
二氧化碳是一种常见的无机气体,广泛应用于饮料、制冷等领域。
甲醇和二氧化碳的质量和纯度对碳酸二甲酯的产率和质量有重要影响。
二、反应机理碳酸二甲酯的生产是一种酯化反应。
酯化反应是指醇和酸酐(如碳酸酐)反应生成酯和水的化学反应。
碳酸二甲酯的反应机理如下: CO2 + CH3OH → CH3OCO2CH3 + H2O三、工艺流程碳酸二甲酯的生产工艺主要分为两种:直接法和间接法。
直接法是指将甲醇和二氧化碳直接反应生成碳酸二甲酯。
直接法的工艺流程如下:1. 将甲醇、二氧化碳和催化剂(如碱金属盐)加入反应釜中。
2. 在加热、搅拌等条件下进行反应。
3. 分离、脱水、精馏等步骤,得到纯碳酸二甲酯。
间接法是指先将甲醇和一种酸酐(如苯酐)反应生成甲酸甲酯,再将甲酸甲酯和二氧化碳反应生成碳酸二甲酯。
间接法的工艺流程如下:1. 将甲醇和酸酐加入反应釜中,进行酯化反应,生成甲酸甲酯。
2. 将甲酸甲酯、二氧化碳和催化剂加入反应釜中,进行碳酸化反应,生成碳酸二甲酯。
3. 分离、脱水、精馏等步骤,得到纯碳酸二甲酯。
四、优化措施为了提高碳酸二甲酯的产率和质量,可以采取以下优化措施:1. 优化原料质量和纯度,保证反应的有效性和稳定性。
2. 优化反应条件,如温度、压力、催化剂种类和用量等,以提高反应速率和选择性。
3. 优化工艺流程,如改进分离、脱水、精馏等步骤,以提高产品纯度和收率。
4. 采用节能环保的技术,如回收利用废气、废水等资源,减少环境污染。
五、结论碳酸二甲酯生产工艺是一项复杂的化学工艺,需要精细的操作和优化的措施。
通过优化原料、反应条件和工艺流程,可以提高碳酸二甲酯的产率和质量,同时减少环境污染,实现可持续发展。
二氧化碳直接合成碳酸二甲酯研究进展刘斌,喻健,李聪明,李忠(太原理工大学煤化工研究所,煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,太原030024)摘要:碳酸二甲酯(D M C)是绿色,环保型产品,用途广泛。
本文综述了〔02和甲醇直接合成D M C的催化剂研究进展,并对 C02和甲醇直接合成D M C的机理进行了总结。
关键词:二氧化碳;甲醇;碳酸二甲酯;直接合成;催化剂;机理中图分类号:TQ225.52 文献标志码:A 文章编号院1001-9219(2018)02-119-08C〇2是头号温室气体,同时也是丰富和廉价的 碳源,将C〇2捕集并转化为高附加值的产品是C〇2减排和利用的重要途径。
目前,C O2的转化方式有院C〇2加氢转化为甲醇或者烃类、C〇2和甲烷重整转 化为合成气、C〇2和醇类或者环氧化物转化为碳酸 酯等[1]。
碳酸二甲酯(D M C)是一种用途广泛的绿色有 机化工产品,可以代替剧毒的硫酸二甲酯和光气与 多种醇、酚、肼类化合物进行反应合成许多高附加 值的下游产品,也可以用作环保型的油品添加剂。
另外,D M C也是优良的有机溶剂,用于涂料和锂电 池等[2]。
D M C的合成方法主要有光气法、尿素醇解法、甲醇氧化羰基化法、C〇2与甲醇直接合成法。
C〇2直 接合成法对环境友好,原子利用率高,原料廉价丰 富,因此受到越来越多的关注。
1 C02和甲醇直接合成碳酸二甲酯的反应体系1.1 C02超临界反应体系处于超临界状态的C〇2具有良好的溶解特性 和传质特性,因此超临界C〇2经常被用作有机反应 中的溶剂。
在C〇2和甲醇合成D M C的反应中,C〇2处于超临界状态,既做了反应体系的溶剂,又做反 应物参与反应。
孔令丽等[3,4]利用催化剂CU2(滋-0E t)2/ S i〇2在C O2超临界条件下催化合成D M C,发现处于收稿日期:2018-03-22曰基金项目:国家自然科学基金(U1510203);作者简介:刘斌(1984-冤,硕士,E m ail:liu- bin2008bs@; *通讯作者:李忠,男,博导,教授,主要 从事催化和一■碳化学研究,E-m ail:lizhong@。
新疆工业高等专科学校毕业论文(设计)2012届题目二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究进展专业应用化工技术学生姓名阿布杜卡迪尔学号092446小组成员阿布杜卡迪尔指导教师李玉梅完成日期新疆工业高等专科学校课程设计评定意见设计题目:二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究进展学生姓名:阿布杜卡迪尔。
图尔荪评定意见:评定成绩:指导教师(签名):2012年12月30日二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯的研究进展学号:092446姓名:阿布杜卡迪尔(新疆工业高等专科学校,乌鲁木齐830091)摘要:碳酸二甲酯是一种重要的绿色化工原料,二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯是一种绿色合成方法。
本文介绍了近年来此方法的催化剂及其催化机理研究的进展,讨论了不同催化体系设计的理论基础和催化剂的作用机理,并对助催化剂和吸水剂以及反应条件对催化剂活性和选择性的影响进行了评述。
关键词:二氧化碳甲醇碳酸二甲酯催化剂自上世纪70年代以来,碳酸二甲酯(DMC)因其低毒和”万能”的反应活性引起了越来越多的关注。
作为环境友好材料,它可以替代许多有机合成中羰基化和甲基化反应的高腐蚀性或有毒的原料和中间体,如硫酸二甲酯和光气。
90年代以来,DMC替代甲基叔丁基醚作为燃油添加剂来提高燃油的辛烷值的应用也越来越广泛。
目前合成DMC的方法很多,但其合成路线多高污染或高危险;而以二氧化碳和甲醇合成DMC的方法正吸引越来越多的研究人员的兴趣。
二氧化碳是工业的主要排放物和造成温室效应的主要气体,同时也是一种未能广泛应用的潜在碳源,而甲醇也是一种廉价易得的化工原料。
因此,以二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义。
二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯既可以经由均相反应实现,也可以通过非均相催化反应实现。
均相催化体系主要包括有机锡、醋酸镍及烷基金属等体系;而非均相催化体系主要是通过对氧化锆或五氧化二钒表面进行酸碱修饰制备的系列催化剂。
从热力学上讲,由二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯是难以进行的,而且二氧化碳难于活化,因此研制新型催化剂的关键是促进对二氧化碳的活化,以提高碳酸二甲酯的收率。
光助催化二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究的开题报告题目:光助催化二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究一、研究背景随着人类经济的发展,石油等化石能源的使用不断增加,导致大量的二氧化碳排放,引起了严重的环境问题,如全球变暖、海平面上升等。
因此,开发有效的二氧化碳减排技术已成为当前的热点问题。
光催化技术是一种非常有效的方法,它可以利用光能使光催化剂吸收光子能量,从而促进化学反应。
光催化二氧化碳还原反应已被广泛研究,其中CO2与甲醇的光助催化直接合成碳酸二甲酯是一种具有潜在工业应用前景的方法。
二、研究意义本研究旨在探索光催化二氧化碳还原反应中二氧化碳与甲醇的光助催化直接合成碳酸二甲酯的方法,主要具有以下意义:1.贡献环保技术:研究开发碳酸二甲酯的制备方法,可以有效减轻大气中的二氧化碳浓度,发挥环保效应。
2.拓宽资源利用渠道:该方法可利用二氧化碳和甲醇等已有的废弃资源,不仅有助于降低成本,也能拓宽资源利用渠道。
3.推动催化剂开发:本研究探索的光催化剂在化学反应中具有良好的催化效果,此外,它也为其他催化剂的研究开发提供了参考。
三、研究内容本研究将主要从以下方面进行:1.收集、整理并分析前人研究成果。
2.制备适用于该反应的催化剂,并对其进行表征,探究其催化性能以及催化机制。
3.研究优化反应条件,提高碳酸二甲酯的产率和选择性。
4.对反应产物进行表征、分析和实验验证。
5.探究反应机理、优化催化剂结构,以及对催化剂进行寿命测试等。
四、研究方法本研究采用以下方法:1.采用沉淀法、溶胶-凝胶法等方法制备光催化剂,并利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis等方法对催化剂性质进行表征。
2.采用光催化装置、气相色谱仪等仪器对催化反应条件进行优化,并对反应产物进行表征分析。
3.采用实验验证法进行催化机理分析。
五、拟解决的关键问题1.如何制备具备高效催化性能的光催化剂。
2.如何优化反应条件,提高碳酸二甲酯的产率和选择性。
碳酸二甲酯的可行性研究碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate.简称DMC)是一种新型的环境友好型有机合成中间体,它可替代光气用于羰基化反应,也可替代硫酸二甲酯及卤代甲烷等剧毒或致癌化学品用作甲基化剂。
进入9O年代以来,美国等发达国家相继通过了更加严格的清洁空气法案,对燃料油的含氧量作了相应的限制.因而出现了用DMC作新型燃油添加剂替代甲基叔丁基醚(MTBE)的良好发展势头。
”。
近年来,DMC合成方法的研究开发在国外已成为热点,国内有关部门也将其列为重点发展的化学品。
DMC的传统合成法为光气法,由于该路线存在着严重污染环境以及设备腐蚀问题,所以日渐式微。
二氧化碳是地球上储量最为丰富的碳资源.又是人类生产和生活过程的主要排放物。
随着石油等石化燃料的日益枯竭,加之人类向大气中大量排放二氧化碳所引起的气候变暖问题,二氧化碳的活化及利用引起了人们越来越强烈的关注,二氧化碳化学也得到较快的发展。
由二氧化碳出发合成DMC,一方面可为化工及石化行业提供绿色产品,又可缓解环境问题,具有化工、能源和环保多重意义。
近年来,由二氧化碳合成DMC的研究吸引了诸多学者的注意,有关的报道方兴未艾。
从研究情况看,目前的方向主要集中于甲基化、酯交换和直接合成三种反应路线。
1 甲基化法l972年.Frevel提出了以二氧化碳为原料通过甲基化路线制备DMC的方法。
该法先用二氧化碳和甲醇钠反应生成碳酸钠甲酯,再经卤代甲烷的甲基化制取DMC’.即:由于该法使用污染环境较严重的卤代甲烷为主要原料,工业化前景受到影响,故一直停留在实验室阶段而未能得到进一步的发展。
2 酯交换法酯交换是近年来发展较快的一种DMC合成方法,其反应路线如下:即先由二氧化碳和活泼的环氧烷烃(环氧乙烷或环氧丙烷)进行环加成反应生成具有五元结构的环状碳酸酯(碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯).再与甲醇进行酯交换制得DMC.同时副产二醇(乙二醇或丙二醇)。
在第一步环加成反应中,二氧化碳在催化剂作用下插入环氧烷烃的C —o键中,并发生闭环反应,生成较稳定的五元环结构。
标题:深度探析二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的机理1. 导言在当前环境污染日益严重的背景下,二氧化碳的减排和资源的合理利用已经成为全球关注的焦点。
而二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯作为一种绿色环保的化学反应,其机理和过程受到越来越多的关注和研究。
本文将深入探讨这一反应的机理,帮助读者深入理解并积累相关的知识。
2. 二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的基本过程2.1 二氧化碳与甲醇的化学性质在探讨二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的机理之前,首先需要了解二氧化碳和甲醇的基本化学性质。
二氧化碳是一种无色、无味的气体,是地球大气中的重要组成部分;而甲醇是一种简单的醇类化合物,具有一定的还原性和亲电性。
2.2 反应过程的催化剂和条件在实际反应过程中,催化剂和反应条件对于二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的效率和选择性起着至关重要的作用。
现在常用的催化剂包括过渡金属催化剂、离子液体催化剂等。
3. 机理探析3.1 催化剂作用下的活化在催化剂的作用下,二氧化碳和甲醇发生了活化,生成了一些中间体,例如甲酸酯和甲醇盐等;催化剂表面的活性位点能够吸附和激活二氧化碳分子,促进反应的进行。
3.2 中间体的转化过程在活化生成的中间体基础上,进一步发生了一系列的转化反应,包括脱羧、缩合、脱水等步骤,最终形成了碳酸二甲酯。
3.3 动力学和热力学分析在反应过程中,除了了解反应的具体步骤外,还需要对反应的动力学和热力学过程进行分析和探讨,以便更好地理解反应的进行规律和条件选择。
4. 个人观点和理解对于二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯这一反应过程,我认为催化剂的选择和反应条件的控制是关键。
对于反应机理的深入理解和掌握也是非常重要的,可以为我们在实际应用中提供更多的选择和优化方案。
5. 总结和回顾通过本文的探讨,我们对二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的机理有了更加全面、深刻和灵活的理解。
也对相关领域的研究和应用提供了一些思路和方法。
在实际应用中,我们可以根据不同的实际情况对反应条件进行调整,优化催化剂的选择,进一步提高反应的效率和选择性。
碳酸二甲酯生产工艺碳酸二甲酯(DMC)是一种有机化学品,常用于合成聚碳酸酯(PC)和聚醚碳酸酯(PEC)等高分子材料的原料。
以下是碳酸二甲酯的生产工艺的简要描述:材料准备:碳酸二甲酯的生产主要原料包括甲醇和二氧化碳。
此外,还需要一些催化剂和溶剂。
反应器设备:碳酸二甲酯的生产一般采用连续流动的气液相反应器。
反应器通常由不锈钢等耐腐蚀材料制成,具有一定的压力和温度控制功能。
工艺步骤:1. 气相碳酸化反应:将甲醇和二氧化碳按一定的摩尔配比送入反应器中。
反应器中的催化剂通常为碱式碳酸锌或其他碱式金属盐,可以促进甲醇和二氧化碳的反应。
此步骤的温度和压力一般在200-250°C和5-10 MPa条件下进行。
2. 分离和回收:在反应后,通过冷凝器将反应器中产生的混合气体冷凝成液相。
液相中含有DMC和未反应的甲醇、二氧化碳等。
接下来,通过分离设备如挤压分离器、蒸馏塔等将DMC与杂质分离,并回收未反应的甲醇和二氧化碳以供再利用。
3. 精制和储存:通过进一步的蒸馏和精制处理,提高DMC的纯度。
最后,将DMC储存在储罐中,待用或出售。
工艺优化和安全措施:1. 由于反应过程中产生的二氧化碳是一种温室气体,对环境有一定的影响,因此对二氧化碳的排放要进行控制和处理,以减少其对环境的影响。
2. 在碳酸化反应过程中,催化剂的选择和使用对反应效果和产物质量有一定的影响,需要进行优化和调整。
3. 在反应器和分离装置的设计和使用中,要考虑安全性和防爆措施,以避免事故和危险情况的发生。
4. 对废水和废气的处理也是重要的环节,要采取相应的处理和排放措施,以保护环境和人身安全。
以上是碳酸二甲酯的生产工艺的简要描述,具体工艺和条件可能会因不同的生产厂家和产品要求而有所不同。
二氧化碳直接合成碳酸二甲酯法概述:二氧化碳直接合成碳酸二甲酯是一种环保、高效的化学合成方法。
它通过将二氧化碳与甲醇在催化剂的作用下反应,直接生成碳酸二甲酯。
这种方法可以将二氧化碳作为一种可再生资源转化为有机化合物,有着重要的应用价值。
1. 研究背景随着全球气候变化问题的日益严重,减少温室气体排放成为各国的共同目标。
二氧化碳是主要的温室气体之一,其排放量的削减成为亟待解决的问题。
与此同时,寻找二氧化碳的有效利用途径也成为研究的热点。
碳酸二甲酯作为一种重要的有机化合物,在涂料、溶剂、液体燃料等领域有广泛的应用,其合成方法的改进具有重要的意义。
2. 反应原理二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的反应原理是将二氧化碳与甲醇在催化剂的作用下进行反应。
催化剂通常采用碱金属盐、碱土金属盐或过渡金属催化剂。
其中,碱金属盐催化剂具有催化效果好、反应速率快的特点。
3. 实验条件在实验中,反应条件的选择对于产率和选择性具有重要影响。
一般来说,反应温度在100-200摄氏度之间,压力在1-10兆帕之间,反应时间在几小时至几十小时之间。
此外,催化剂的种类和用量也是影响反应效果的重要因素。
4. 反应机理二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的反应机理较为复杂,涉及多步反应。
首先,二氧化碳与催化剂产生活化吸附,生成活化的二氧化碳物种。
然后,活化的二氧化碳与甲醇发生反应,生成碳酸二甲酯。
最后,碳酸二甲酯通过脱除剂的作用,得到纯碳酸二甲酯。
5. 应用前景二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的方法具有重要的应用前景。
首先,该方法可以将二氧化碳转化为有机化合物,实现二氧化碳的有效利用。
其次,碳酸二甲酯作为溶剂和液体燃料具有广泛的应用领域,其合成方法的改进可以提高产品的产率和选择性。
最后,二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的方法具有环保、高效的特点,可以为减少温室气体排放做出贡献。
总结:二氧化碳直接合成碳酸二甲酯是一种环保、高效的化学合成方法。
通过该方法,可以将二氧化碳转化为有机化合物,实现二氧化碳的有效利用。
二氧化碳合成碳酸二甲酯的研究进展近年来,环境污染问题日益严重,人们对可持续发展和环保问题的关注度也不断提高。
碳酸二甲酯作为一种重要的化工原料,在化学工业中有着广泛的应用。
然而,传统的碳酸二甲酯生产方法通常依赖于石油等化石燃料,这不仅对环境造成了不可忽视的影响,而且资源消耗也非常高。
因此,寻找一种环境友好的碳酸二甲酯合成方法被广泛研究。
在这个背景下,利用二氧化碳进行碳酸二甲酯的合成成为一项备受关注的研究方向。
二氧化碳是一种常见的废气,它的排放不仅是一种环境问题,而且也是一种很大的浪费。
因此,将二氧化碳有效地转化为高附加值的产品是一项具有巨大潜力的研究课题。
目前,关于二氧化碳合成碳酸二甲酯的方法主要包括以下几种。
首先,常用的方法是利用高效催化剂催化。
催化剂的选择直接影响到碳酸二甲酯的选择性和产率。
一些金属催化剂如金属铍、金属镍等在二氧化碳的反应中展现出较好的催化效果。
同时,改变反应条件如温度、压力、溶剂等也对反应结果有一定的影响。
近年来,很多研究致力于寻找更高效、低成本、环境友好的催化剂,以提高碳酸二甲酯的产率和选择性。
其次,一些研究者试图通过光催化反应合成碳酸二甲酯。
光催化反应利用太阳能来激发催化剂,并将光能转化为化学能,进一步促使二氧化碳的转化。
光催化反应具有无污染、高选择性和绿色环保的特点,因此备受研究者的青睐。
有机金属络合物、半导体材料等作为光催化剂在二氧化碳反应中得到广泛应用,初步取得了一些成功。
此外,还有一些学者从微生物角度来研究碳酸二甲酯的合成。
通过改造一些具有还原二氧化碳功能的微生物,实现了碳酸二甲酯的高效合成。
这种方法具有绿色环保、易于操作和废料可再利用的优点,但是还需要进一步研究和改进。
综上所述,二氧化碳合成碳酸二甲酯的研究得到了广泛关注。
目前,人们通过催化剂、光催化和微生物等方式,成功地实现了碳酸二甲酯的高效合成。
然而,这些方法仍然面临一些挑战,如催化剂的活性、选择性和稳定性,反应条件的控制和优化等。
甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的研究进展概述了甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的研究进展,从合成方法、催化机理、反应条件、反应体系等方面对其进行了综述,并对今后直接合成碳酸二甲酯进行了展望。
标签:碳酸二甲酯;甲醇;二氧化碳碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,简称DMC)既是一种优良的溶剂,又是一种无毒的有机化工原料。
而且DMC的含氧量高达53%,其代替目前使用的甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油添加剂可提高辛烷值,降低环境污染与尾气排放。
由于其广泛的用途,DMC被称作21世纪有机合成的“新基石”[1]。
1 二氧化碳和甲醇直接合成法二氧化碳是自然界中丰富的碳源。
在大气中,二氧化碳的含量约占0.03%。
随着工业的发展和森林植被的逐渐减少,二氧化碳的含量也逐渐增加,由此引起的温室效应也受到了人们的关注。
所以,利用二氧化碳合成有用的化工原料既可以保护环境,又可以使碳得到循环。
在国内外研究者所开发的新型合成路线中,用甲醇与二氧化碳直接合成碳酸二甲酯是一条极具挑战性的路线,也是人们一直追求的目标。
以甲醇和二氧化碳为原料直接合成碳酸二甲酯可以替代有毒的氧化羰基化法以及成本高的酯交换法。
2 催化机理的研究甲醇和CO2合成DMC的催化机理可分为两类,即直接活化二氧化碳的机理和先活化甲醇再活化二氧化碳的机理。
2.1 直接活化二氧化碳的机理催化剂向CO2分子的空反键轨道提供电子,使得其分子结构发生改变,伴随着C-O键的伸长,生成[CO2],实现了CO2的活化,进一步在催化剂的协同作用下与甲醇偶合生成DMC。
2.2 先活化甲醇再活化二氧化碳的机理催化剂使甲醇失去质子形成[MeO],再与CO2结合形成[MeOCOO],然后甲基转移生成DMC。
3 反应体系的选择目前,甲醇和二氧化碳为原料直接合成碳酸二甲酯的催化体系有两种催化体系-均相催化体系及非均相催化体系。
3.1 均相催化体系赵天生等[2]在非超临界条件下用乙酸镍作为催化剂提高了DMC的收率,并且使副产物乙酸甲酯的收率降到了最低。