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
CO2直接合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展
ＤＭＣ 的 生 产 方 法 主 要 有 光 气 甲 醇 法 、 交 换 酯
法、 甲醇 氧化 羰 基 化 法及 二 氧 化 碳 与 甲醇直 接 反 应
４种 方 法 。光气 甲醇 法使 用 的原 料剧 毒 ， 染 环境 ； 污
酯交换 法有待降低 成本 ， 高产 品质量 ； 提 甲醇 氧 化 羰 基 化 法分 为 液 相 法 和 气 相 法 ； 氧 化 碳 与 甲醇 直 二 接合成 Ｄ ＭＣ的 反应 ， 近 年 来 大 家 研 究 比较 多 的 是
摘
要 ： 酸 二 甲 酯 （ ＭＣ） 一种 重要 的绿 色化 工 原 料 ， 工 业 、 业 、 药等 领 域 得 到 广 泛 的 应 用 。 Ｄ 碳 Ｄ 是 在 农 医 ＭＣ 的 合 成 方
法 有 多种 ， 中 氧化 羰 基 化 法 、 交 换 法 已经 Ｘ业 化 ， 由 于各 自的 缺 点 ， 制 了其 规 模 化 。近 年 来 ， 究比 较 多的 也 是 其 酯 － 但 限 研
可 以替 代 光气 作 甲基 化试 剂 ， 以替 代 剧 毒 且 致 癌 可
的硫 酸二 甲酯 （ ＭＳ 用 于农 药 、 Ｄ ） 医药 中 问体 及 抗 氧
二氧化碳与甲醇直接法合成DMC的催化剂研究进展
关 键 词 ：碳酸二 甲酯 ；直接合成法 ；催化剂 ；二氧化碳
中图分 类号 ：Ｔ Ｑ ６ １ ２
文献 标 志码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ７ ） １ ３ — ０ ０ ０ ５ — ０ ３
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｓ ｙ ｎｔ ｈｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｄｉ ｍｅ ｔ ｈｙ ｌ Ｃａ ｒ ｂｏ ｎ ａ ｔ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｄｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎｏ ｌ Ｃａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ
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二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的机理
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。
二氧化碳合成碳酸二甲酯的研究进展
表 １ 国 内 ＤＭＣ 生 产 能 力
Ｔａｂｌｅ １ Ｄ ｏｍ ｅｓｔｒｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ＤＭ Ｃ
１ ＤＭ Ｃ 的 工 业 化 状 况
目前生 产碳 酸二 甲酯 成 熟 的工 艺 主要 有 ：光 气法 、甲基 羰基 化法 、酯交 换法 。
反应 的方程式 ：Ｃ０２＋２ＣＨ３ＯＨ—一 ＤＭＣ＋Ｈ２Ｏ 该 反应温度 在 ０—８００￣Ｃ和压力 ０—１ ＭＰａ内反 应 的吉 布斯 自由能均 为正 值 ，反 应 的 值 也很 小 ， 如在 ２５℃ 时约为 ７×１０ ｌ２ Ｊ，说 明由 ＣＨ ＯＨ和 ｃ０２ 直接合 成 ＤＭＣ是 非 自发 的 反应 ，需 要 改 变 反应 路 线 ，降低 反应体 系 ＡＧ才有可能进行 ，所 以必 须选用
表 ３ ＤＭＣ 已工 业 化 的各 种 工 艺 的 优 缺 点 比较
Ｔａｂｌｅ ３ Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ Ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ Ｄ Ｍ Ｃ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
全 世 界每 年 向 大 气 中排 放 大 量 的 ＣＯ ，这 不 仅 造成 资 源 的巨大 浪 费 ，而 且还 会 污 染环 境 ，破 坏 大 气层 结 构 ，导 致 温 室 效 应 。环 球 能 源 网 根 据 碳 监 测行 动 （ＣＡＲＭＡ）网站 提 供 的 数 据 ，中国 的 ＣＯ 排 放量 现 位 于 第 二 位 ，仅 次 于 美 国。工 信 部 公 布 的“十二 五 ”期 间 我 国节 能 减 排 四大 约 束性 指标 ， 其 中 明确 ２０１５年 我 国 单 位 二 氧 化 碳 排 放 量 要 比 “十一 五 ”末 降 低 １８％ 以 上 。 因 而 ，在 我 国 加 快 ＣＯ 的利用 就显 得尤 为必 要 和迫切 。
二氧化碳直接合成碳酸二甲酯研究进展
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@。
二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯的研究进展
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。
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
ａｎｄ
ｒｉｎｇ ｃａｒｂｏｎｉｃ ａｃｉｄ
ｗａｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔａｋｅ ｐｌａｃｅ ｂｙ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎ
Ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃａｒｂｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ；Ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
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ｃａｔａｌｙｓｉｓ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ｅｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ．Ｔｈｅ
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ｓｕｐｐｏｒｔｅｒ
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华袁骥王大学王学琰童：学位论文
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ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｈｅｎ ｒａｔｉｏ ｉｓ ５．ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ
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ｃｈａｎｇｅ ｂａｌａｎｃｅ． ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄ
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ａｃｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄ
ｃａｔａｌｙｓｉｓ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ｅｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ．Ｔｈｅ
ｃａｔａｌｙｓｉｓ ａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＸＲＤ ｓｈｏｗｓ ｄｉｆｆｒａｃｔ ｐｅａｋ ｏｆ Ｋ０３ ａｐｐｅａｒｅｄ ａｆｔｅｒ
ｃａｔａｌｙｓｔ ｗａｓ ｃａｌｃｉｎｅｄ，ａｎｄ Ｋ０３ ｍａｙ ｌｅａｄ ｔｏ ｓｕｐｅｒｂａｓｅ．ＴＧ ａｌｓｏ ｓｈｏｗｓ
ａ
Ｃａｎ
ｂｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｆｒｏｍ Ｃ０２
ａｎｄ
ｍｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ
ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ ｂｙ ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃａｔａｌｙｓｔ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ａｆｔｅｒ
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ．
Ｆｉｒｓｔｌｙ ｄｉｒｅｃｔ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ＤＭＣ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｃａｔａｌｙｓｔ．Ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｂａｓｅ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ
Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｍａｎｙ
Ｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＤＭＣ）ｉｓ
ｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ
ａ
ｅｎｖｉｒｍｅｎｔｌｙ ｂｅｎｉｇｎ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｐｈｏｓｇｅｎａｔｉｏｎ，ｍｅｔｈａｎｏｌ
ｆｉｅｌｄｓ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ｏｘｙ—ｃａｒｂｏｎｙｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ＤＭＣ
Ｃａｔａｌｙｓｔ
Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ
．ＩＶ。
华南理工大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。
华南理工大学工学硕士学位论文
种的纽外吸牧，提如了反应机理，认为在双功能催他裁的｛乍用下，环氧瓣烷在 Ｌｅｗｉｓ黢酌作雳下开环生成环袄碳酸酯，然螽京城催像裁侮蕊下透行酯交羧，最 后生成目标产物ＤＭＣ。
关键溺：羰羧二举酝
二蓑继碳
双臻链簇像裁
反旋掇理
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｃ０２ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｇａｓ ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ“ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｅｆｆｅｃｔ”，ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｉｓ
ｂｙ
ＤＲＩＦＴＳ，ａｎｄ Ｃａｎ
ＩＲ ａｂｓｏｒｂ ｏｆ ｉｎ－ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｐｅｃｉｅｓ Ｗａｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ
ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ
ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ，Ｍｅｃｈｍｆｉｃｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ ｂｙ Ｌｅｗｉｓ ａｃｉｄ
ｏｖｅｒ
ＤＭＣ
ｃａｎ
ｂｅ
ｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄ
４ ｈｏｕｒｓ，ｙｉｅｌｄ ｋｅｅｐｓ
ｃｏｎｓｔａｎｔ．ａｎｄ ｂａｌａｎｃｅ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ
ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｐｐｅａｒｅｄ．ｎｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｗａｓ ａｌｓｏ
ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｃｈａｒｇｅ ｏｆｉｎｅａ ｇａｓ
ｃａｒｂｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅ．Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｔｏ ｕｓｅｆｕｌ
ｔｏ
ａ
ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｂｅｎｅｆｉｔｓ
ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｗ ｃａｒｂｏｎ
ｒｅｓｏｕｒｃｅ
ａｎｄ
ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ．
ｃａｎ
ａｎｄ
ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ＤＭＣ
ｉｓ
ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｔｏ
ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ ｏｆ ＤＭＣ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｗｈｅｎ ｃａｔｆｌｙｓｔ ｉｓ ＮａＣ０３－ＬｉＣＩ．ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｘ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ＤＭＣ
华南理工大学 硕士学位论文 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 姓名：王书明 申请学位级别：硕士 专业：工业催化 指导教师：江琦 20030601
摘要
摘要
二襞纯瑗是造成澡室效应戆圭要气俸，嚣懿又是一耱羰浚源，垮萁蠲予穆学 品的合成，具有环徐和开发新碳源的意义。碳酸二甲酯是一种环境友好的绿色化 学品，避年来得到广涎的应用。其合成方法有光气法、甲醇氧化羰基化法和酯交 换法。本文在热力学计算驰基础上，提出在双功熊催化利（Ｌｅｗｉｓ酸和无梳碱） 静｛筝麓下，由二氧纯獗、甲醇、环辍丙浣一步合藏碳酸二平懿。 本文首先在均相条件下实现了碳酸二甲酯的合成，筛选了一系列的催化剂， 发现催化剂的碱性对掰标产物碳酸二甲酯的收率影响较大。以Ｎａ２Ｃ强一ＬｉＣＩ为催 伍裁，考察了反应条释黠瑗酸二掣鹣浚率躲影桶。缝采表明，反应温度程１６０℃ 碳酸二甲酯具有最犬的收率，温度继续升高会导致ＤＭＣ的分解；反应对阐控制 在４小时，反应时间太短ＤＭＣ收率很低，当反威时间超过４ｈ以后ＤＭＣ收率基 本不再变促，ｊ鞋：时可以认为已经达剿反应平德；考察了反应联力对ＤＭＣ收率皎 影响，缭采表锈惰性气体的充入会大大降低ＤＭＣ豹牧率。 在均相催化剂的撼础上，将该催化剂负载化，以浸渍法制铸了负载型催他剂。 研究发现负载型双功能催化剂对该反应具有很好的催化活性，同时发现，不同的 氧德魏载俸对反应其蠢不霹熬德赣：灌缝。ＺｎＯ载俸受载豹簿系矮有较毫躲镶铯活 性，同对，催化剂浸渍过程对活性也有一定影响；反应的最经温度为１６０℃，实 验结果照示温度超过１６０℃，虽然ＰＯ的转化率依然上升，但反应以副反成为主， 生成了大爨斡醇醚，ＤＭＣ豹选择羧急剧降低。瀵憷缝分的受裁囊以３０％为最佳， 载俸粒强豹减，ｊ、有助予ＤＭＣ浚率魏提高。 引入超强碱催化剂，进一步提高催化剂的碱性。分别用浚渍焙烧法和混合研 磨法制餐了超强碱催化剂，Ｈａｍｍｅｒ指示剂表明该催化剂具有超强碱性。蜜验结 莱｛亟谖鞘买有趣强碱熬瓣筵纯滔後要傻子善逶蕊玩裁。实验了一系列静趣强碱疆 化剂，ＭｇＯ和Ａ１２０３体载体活性较搿。ＸＲＤ表征发现，焙烧詹的催化剂出观Ｋ０３ 物相的衍射蜂，Ｋ魄的出现有可能导致该催化剂恩有了超强碱性。催化剂的ＴＧ 实验也表明，在４００℃窭臻一强的失霪峰，这可煞霆ＫｚＣ０３等甥相的分解逡成题。 考察了络烧条｛孛对趣强碱催纯裁裁备的影响，焙烧温度在６００℃时篷纯活性较好， 焙烧时间影响不大，当时间超过３ｈ，催化剂活性不再改变。考察了醇醚比对ＤＭＣ 收率的影响，随着醇醚比的增加，ＤＭＣ收率持续上升，在醇醚比为５时收率最 赢。垂予徨侄裁没学竣变反应豹熬努学平窝，艇疲溢疫在１６０℃最佳。 对超强碱催化剂进行了粉碎处理，得到了粒径在ｌＯ微米以下的粉体催化剂， 以ＫＣＩ＋Ｎａ２Ｃ０３／Ａ１２０３为催化剂时，ＤＭＣ收率最高可以到４４．３８％。结合反应一精 壤一体像装置，结合爱应一藕馏一体镬：设萋，大大提毫了墨稼产魏ＤＭＣ的收率。 剩用漫殷射红补光谱（ＤＲＸＦｒＳ）辩潮体催纯荆表露进行了研究，通过分析中溺物