超临界二氧化碳合成绿色化学品碳酸二甲酯的研究

摘要

碳酸二甲酯(简称DMC)，是近年来颇受重视的一种用途极广的绿色基础化工原料，被誉为有机合成的新基块。自1992年在欧洲被列为非毒性化学品以来，作为一种重要的有机合成中间体，其用途日益广泛。在多种DMC合成方法中，由二氧化碳和甲醇直接合成DMC的绿色合成路线，由于其原子经济性高，反应中不用任何溶剂，无污染物排出，并提供了一条二氧化碳循环利用的新途径而受到越来越多的重视。 本文在前人研究的基础上，通过引入超临界条件及加入耦合剂环氧丙烷(简称PO)，对该直接合成路线进行了改良和优化。旨在增强二氧化碳催化活化性能，降低反应的活化能，提高反应转化率及DMC收率。主要完成的工作有： 设计并安装了一套适用于高温、高压条件的带有机械搅拌及精确控温设备的超临界反应装置。在超临界及近超临界条件下，对直接合成路线进行了催化剂的筛选，反应参数及最佳反应条件的确定。选择正丙醇作为内标物，建立了一套对反应产物进行定性、定量分析的气相色谱内标分析方法； 在直接反应过程中加入PO作为耦合剂，设计了该工艺的耦合反应途径，从而降低反应活化能，达到推动反应进行，提高反应速率和转化率的目的； 在耦合反应体系中，重点研究了其关键步骤——二氧化碳与PO生成碳酸丙稀酯(简称PC)的催化反应过程。制备并表征了季铵化交联壳聚糖作为反应催化剂，研究了不同交联结构、催化剂用量、温度、压力、反应时间对PC产率的影响，确定了最佳反应条件。测定了催化剂的可循环使用性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节碳酸二甲酯的性质、用途及其合成方法

1.1.1碳酸二甲酯的性质

1.1.2碳酸二甲酯的用途

1.1.3碳酸二甲酯的合成方法

第二节选题背景和意义

1.2.1国内外研究现状

1.2.2本论文研究内容

第二章超临界CO2与甲醇直接合成DMC

第一节实验装置与原料

2.1.1实验装置

2.1.2仪器与药品

第二节实验过程

2.2.1色谱分析方法的建立

2.2.2超临界条件下DMC的合成

第三章耦合反应体系的建立

第一节耦合剂的选择

第二节CO2与PO反应生成PC的催化体系

3.2.1均相催化体系

3.2.2非均相催化体系

第三节季胺化壳聚糖催化体系的建立

3.3.1材料及分析仪器

3.3.2催化剂的制备

3.3.3催化剂的表征

第四节以季胺化壳聚糖为催化剂合成PC

第五节实验结果与讨论

3.5.1不同结构催化剂的催化效果

3.5.2温度对反应的影响

3.5.3压力对反应的影响

3.5.4反应时间的影响

3.5.5催化剂的再生回用研究

第四章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果