二氧化碳的活化及利用
文献类型：学位论文
| 作者 | 李健 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010-11-23 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 邓友全 |
| 关键词 | 二氧化碳 氨基甲酸酯 N,N’-二取代脲 碳酸二甲酯 Carbon dioxide Alkyl carbamate N,N’-disubstituted urea Dimetyl carbonate |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 二氧化碳是温室效应的主要气体，也是自然界中储量最丰富的C1 资源。二氧化碳的活化与利用具有重要的科学研究及工业应用价值。本文综述了二氧化碳活化利用的现实意义和研究进展，以及离子液体在二氧化碳活化利用中的应用。由此确定了活化二氧化碳合成小分子氨基甲酸酯、二苯基脲及碳酸二甲酯的研究方向，引入并考察了不同催化体系的催化活性。主要内容和结论如下： 1. 由NH3、CO2 和醇一步合成了小分子氨基甲酸酯(氨基甲酸甲酯，氨基甲酸乙酯及氨基甲酸正丁酯)。其中，氨基甲酸甲酯的产率达到25%，接近于理论计算所得到的平衡转化率(29%)。通过FT-IR、XRD 和XPS 对催化剂的详细表征发现，催化剂为反应体系中由V2O5 原位生成的(NH4)2V3O8。并且研究了反应时间、反应温度及二氧化碳初始压力对反应的影响。 2. 发展了一个非碱性的乙酰丙酮钴/氯化3-丁基-1,2-二甲酯咪唑离子液体催化体系，这一催化体系对胺和CO2 制备N, N’-二取代脲的反应有较好的催化效果，并避免了强碱性催化剂及脱水剂的使用。催化剂可以回收并重复使用三次且活性没有明显的降低。详细考察了反应条件的影响，并提出了可能的反应机理。 3. 合成了一类叔胺基功能化的季铵类离子液体。通过FT-IR、1H NMR 和13C NMR对离子液体的结构进行了表征。这类离子液体对环氧化合物、CO2 和甲醇一步合成碳酸二甲酯具有很好的催化效果。其中，[N114,6N11]I 催化效果最好，在优化的反应条件下，环氧乙烷的转化率达到99%以上，碳酸二甲酯的选择性为74%。研究还发现，通过改变离子液体的阴离子可以调节离子液体的酸碱性及离子液体的催化活性。最后，给出了这类双功能化离子液体可能的催化机理。 4. 通过硅烷偶联剂将四甲基乙二胺接枝到了MCM-41 分子筛上，制备得到同时含有叔胺基团及季铵基团的多相催化剂。通过XRD、XPS 和元素分析等分别对催化剂的结构和接枝量进行了表征。研究发现，所制备催化剂对环氧化合物和CO2的环加成反应和环状碳酸酯与甲醇的酯交换反应都有很好的催化效果。且催化剂易于重复使用。 |
| 学科主题 | 绿色化学与催化 |
| 公开日期 | 2012-11-09 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1821]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_绿色化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李健. 二氧化碳的活化及利用[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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