固体碱在二氧化碳-甲醇法合成碳酸二甲酯反应中的作用

本文探讨了固体碱的制备和预处理等因素对于CO₂-甲醇法合成碳酸二甲酯(DMC)的影响,发现微波法所制碱性沸石等多孔材料的反应活性高于浸渍法所制样品。本文首次报道了微波辐射低压合成DMC的新方法,该法能极大地缩短反应时间并提高产物选择性。研究表明:CO₂和甲醇生成DMC的反应在热力学上是几乎不能进行的,加入固体碱的实质是提供了一条耦合的途径。     

固体碱碱性位对丙酮和碳酸二甲酯反应的影响

考察了固体碱不同的碱性位对丙酮和碳酸二甲酯反应的影响,并对反应在不同碱性位上的反应机理进行了推测．实验结果表明,由表面羟基引起的弱碱位有利于丙酮自身缩合反应的进行,主产物为二丙酮醇、4-甲基-3-戊烯-2-酮和4-甲基4-戊烯-2-酮;Lewis酸碱离子对有利于碳酸二甲酯的甲基化反应的发生,主产物为2-甲氧基丙烯;而由固体碱表面配位不饱和的O^2-所造成的强碱位有利于碳酸二甲酯的甲氧基羰基化产物的生成,主产物为乙酰乙酸甲酯;同时发现各种产物的收率与对应的各碱性位的碱量之间均具有较好的线性关系．     

固体碱催化环戊酮和碳酸二甲酯合成己二酸二甲酯

以固体酸碱为催化剂,研究了碳酸二甲酯与环戊酮合成己二酸二甲酯的反应,并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和原料摩尔配比等因素对反应结果的影响．结果表明,固体酸催化剂不利于己二酸二甲酯的生成,而具有中强碱位的MgO对反应具有较好的催化性能．当以MgO为催化剂,在反应温度为260℃,反应时间5h,催化剂用量为反应物质量的1．5％,原料摩尔配比为环戊酮／DMC=1／4的最佳条件下,环戊酮的转化率和己二酸二甲酯的选择性分别达到85．5％和50．9％．同时,反应的主要副产物为环戊酮自身缩合的产物（2．环戊烯基环戊酮）以及环戊酮的甲基化产物（2-甲基环戊酮、2-甲基己二酸二甲酯）等．另外,反应是通过固体碱活化环戊酮的α-H进行,而2-甲氧基羰基环戊酮是生成己二酸二甲酯的中间体．     

过渡金属改性Mg-Al基固体碱催化剂上碳酸丙烯酯与甲醇合成碳酸二甲酯的研究

以共沉淀法制备了一系列不同价态过渡金属(Fe、Cu、Zr)改性的Mg-Al固体碱催化剂,考察了其对于甲醇与碳酸丙烯酯(PC)酯交换合成碳酸二甲酯的反应性能。采用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR、XPS、CO₂-TPD等手段对催化剂的物理化学性质进行了表征。结果表明,催化剂的碱强度、碱密度是影响催化活性的主要因素,不同价态过渡金属的加入可以调控Mg-Al固体催化剂的碱性。在考察的催化剂中,FeMgAl催化剂具有最高的表面碱密度,因此,表现出最好的催化性能。在温度为65℃、时间为4 h、甲醇与PC物质的量比为10∶1、催化剂用量为4%的反应条件下,PC转化率可达66.2%。     

甲醇和碳酸丙烯酯合成碳酸二甲酯的研究

采用浸渍法以ZrO2为载体，以碱金属氢氧化物和碳酸盐为前驱体制备了不同的固体碱催化剂，在温和反应条件下考察了催化剂的酯交换扳应性能，并通过BET、XRD和CO2－TPD等方法对催化剂进行了表征，结果表明：Na2CO3负载到不同载体上，其催化性能明显不同，Na2CO3/ZrO2催化剂获得了较高的酯交换活性。载体的比表面和孔结构与催化剂的反应活性无一定的依存关系。而催化剂表面的酸碱性是影响酯交换活性的重要因素。     

二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯研究进展

本文综述了以二氧化碳和甲醇为起始原料合成碳酸二甲酯（DMC）的研究状况。提出以CO₂和甲醇直接合成DMC,不仅对合成化学,碳资源利用和环境保护具有重大意义,而且可使生产成本显著降低,它是发展DMC生产的一个具有很大潜力的方面。     

从超临界二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯

Dimethyl carbonate (DMC), an environmentally benign intermediate for organic synthesis, has been mainly synthesized through non-phosgene route of oxidative carbonylation[1]. Direct synthesis of DMC from carbon dioxide and methanol is of more significance due to atom economy. Organometallic compounds of formulae R2M(OR)2, M(OR)2 or M(OR)4[2,3] were employed as catalysts in direct synthesis of DMC, where an activation mechanism of CO2 insertion into metal-oxygen bond was supposed. Unfortunately, the yield of DMC was low even in the presence of chemical dehydrants because mainly of thermodynamic limit.     

二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究进展

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.     

碳酸二甲酯在固体碱上吸附和活化的原位红外光谱研究

采用原位红外技术研究了碳酸二甲酯在氧化镁、氟化镁、镁铝复合氧化物和氟改性的镁铝复合氧化物4种固体碱表面上的吸附和活化行为。结果表明:碳酸二甲酯以单、双齿两种形态吸附于固体碱的表面,双齿吸附的比单齿吸附的更易活化。碳酸二甲酯吸附于氧化镁和镁铝复合氧化物上活化生成甲氧基,吸附于氟化镁上活化生成甲氟基;而吸附于氟改性的镁铝复合氧化物上优先活化生成甲氟基,随着吸附表面温度的升高,逐渐有甲氧基生成,说明氟改性的镁铝复合氧化物是一种优良的甲基化反应催化剂。     

NaF含量对以水滑石结构为前驱体的固体碱催化剂F-Ca-Mg-Al及碳酸二甲酯合成的影响（英文）

以碳酸丙烯(PC)和甲醇为原料,经酯交换反应合成的多功能、环保的碳酸二甲酯(DMC)是一种绿色、节能的合成方法。CaO固体碱催化剂对该反应具有良好的催化性能,但其再生性不理想。以F-Ca-Mg-Al水滑石(LDHs)为原料,制备了一系列不同Na F用量的固体碱催化剂,并对其进行了表征和酯交换反应测试。与不加氟的FCMA-0催化剂相比,经氟改性后的催化剂的比表面积、碱量、催化活性等性能均有明显提高。催化活性由高到低依次为:FCMA-0.8> FCMA-0.4>FCMA-1.2> FCMA-1.6> FCMA-0,这与总碱位量和强碱位量一致。FCMA-0.8催化剂活性最好,与纯CaO催化剂的相当,PC转化率为66.8%,DMC选择性为97.4%,DMC收率为65.1%。在10次循环使用后,FCMA-0.8催化剂的DMC收率仅下降3.9%(CaO催化剂下降33.2%)。FCMA-0.8在PC与甲醇酯交换制DMC方面具有良好的工业应用前景。     

甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的绿色有机合成中间体.合成DMC有多种方法,甲醇直接气相氧化羰基化法对设备腐蚀小,产物易分离,原料易得,有着诱人的工业化前景.本文综述了甲醇直接气相氧化羰基化合成DMC的研究进展,包括反应条件的影响,催化剂的选择,反应机理及动力学的研究.针对反应副产物水会造成催化剂快速失活、设备腐蚀等问题,提出将二甲醚引入反应体系,通过耦合二甲醚水解反应消除水引起的负面效应,改善催化剂的稳定性.     

Cobalt Element Effect of Ternary Mesoporous Cerium Lanthanum Solid Solution for the Catalytic Conversion of Methanol and CO2 into Dimethyl Carbonate

A citric acid ligand assisted self-assembly method is used for the synthesis of ternary mesoporous cerium lanthanum solid solution doped with metal elements (Co, Zr, Mg). Their textural property was characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, N₂ adsorption-desorption, X-ray photoelectron spectroscopy and TPD techniques, and so on. The results of catalytic testing for synthesis of dimethyl carbonate (DMC) from CH₃OH and CO₂ indicated that the DMC yield reached 316 mmol/g on Ce-La-Co solid solution when the reaction temperature was 413 K and the reaction pressure was 8.0 MPa. It was found that Co had synergistic effect with La and Ce, doping of Co on the mesoporous Ce-La solid solution was helpful to increase the surface area of the catalyst, promote CO₂ adsorption and activation, and improve the redox performance of solid solution catalyst. The conversion of Co²⁺ to Co³⁺ resulted in the continuous redox cycle between Ce⁴⁺ and Ce³⁺, and the oxygen vacancy content of the catalyst was increased. Studies have shown that the catalytic performance of Ce-La-Co solid solution is positively correlated with oxygen vacancy content. On this basis, the reaction mechanism of DMC synthesis from CO₂ and CH₃OH on the catalyst was speculated.     

镁掺杂氧化铈整体式催化剂催化CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法成功地合成了不同Mg掺杂量的Ce_1-xMg_xO₂(x=0.05、0.10、0.15、0.20)固溶体催化材料,并运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附测试、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等技术对这些材料进行了表征。结果发现,通过调控CeO₂晶格中Mg的含量,可以调控所制备的Ce_1-xMg_xO₂催化材料的粒径、比表面积、表面缺陷等。其中Ce_0.90Mg_0.10O₂展现了最佳的表面性质,具有最小的平均粒径(约5.8 nm),最大的比表面积(约136 m2·g^-1)以及最高的表面氧含量(31.98%)。将Ce_1-xMg_xO₂催化材料涂覆在堇青石蜂窝陶瓷上制成整体催化剂,考察其对CO₂和CH₃OH直接合成碳酸二甲酯的催化性能。在140℃、2.4 MPa、反应2 h的条件下,Ce_0.90Mg_0.10O₂整体催化剂上碳酸二甲酯的收率高达20.21%,催化效果明显优于CeO₂和其余的Ce_1-xMg_xO₂(x=0.05、0.15、0.20)催化材料。     

A New Process for Synthesis of Dimethyl Carbonate from Ethylene Carbonate and Methanol without any Catalyst under Supercritical Conditions

Dimethyl carbonate was synthesized by transesterification reaction between ethylene carbonate and methanol under supercritical conditions without any catalyst. Experimental results showed that the residence time and the molar ratio of methanol to ethylene carbonate all can affect the conversion of ethylene carbonate. When the molar ratio of methanol to ethylene carbonate was 8:1, 81.2% conversion can be achieved at 9.0 MPa and 250℃ after 8 h.     

Promotion of Ionic Liquid to Dimethyl Carbonate Synthesis from Methanol and Carbon Dioxide

Introduction Dimethyl carbonate (DMC) is an important carbon-ylating and methylating agent substituting dimethyl sul-fate and toxic phosgene, and an intermediate for higher carbonates and carbamates.1 In addition, it is also a promising octane enhancer.2 The widely used method of its preparation is the oxidative carbonylation of metha-nol by carbon monoxide with copper(II) or palladium(II) catalysts.3 Recently, the utilization of carbon dioxide as the raw material for DMC synthesis has bee…     

Research Progress in the Direct Synthesis of Dimethyl Carbonate from CO2 and Methanol

The direct synthesis of dimethyl carbonate (DMC) from CO₂ and methanol is one attractive way for the reduction of greenhouse gas emission and the utilization of carbon resources. Recent progress in the direct synthesis of DMC from CO₂ and methanol is reviewed with the focus on the catalyst systems, including organic metal compounds catalyst, base catalyst, acetate catalyst, metal oxide and supported metal oxide catalysts, heteropolyacid catalyst and photocatalyst. Moreover, the application of supercritical system, ionic liquid system, electrochemical system, membrane reactor and nitriles hydration in the direct synthesis of DMC are also introduced. Finally, future research direction in this area is proposed.     

同位素示踪研究K2CO3/CH3I促进的碳酸二甲酯直接合成反应

 采用同位素示踪技术,系统地研究了K2CO3/CH3I促进的CO2插入甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)的反应机理. 结果表明,固体碱碳酸钾催化剂直接参与了DMC的合成过程, DMC分子中的羰基由CO2插入甲醇后形成,两个甲基分别来源于甲醇和碘甲烷. 本文将以往文献中提出的DMC生成机理和二甲醚生成机理结合起来,并对其进行适当补充后,可以很好地解释实验结果.