论文部分内容阅读
近年来，二氧化碳(CO2)的化学固定以及超临界CO2(sc CO2)中化学反应的研究已经受到普遍关注。本论文在CO2转化为碳酸酯及其促进苯乙烯环氧化反应方面开展了一系列工作，具体内容和结果如下：
1.研究了卤化钾/β-环糊精催化体系对CO2与环氧丙烷环加成反应的催化效果。研究发现，卤化钾和β-环糊精具有很好的协同催化作用，并且KI/β-环糊精对环加成反应的效果最好。对KI/β-环糊精体系，最优的反应温度在120℃左右，并且在该温度下的最优CO2压力为6MPa。在优化的温度和压力条件下，反应可以在4小时内高选择性的完成。KI/β-环糊精体系可以重复使用5次而催化活性没明显降低。此外，该催化体系对CO2与一些其它环氧物的环加成反应也有很好的催化作用。探讨了KI与β-环糊精的协同作用机理。
2.合成了金属有机配位聚合物MOF-5，发现在季铵盐(Me4NCl，Me4NBr，Et4NBr，n-Pr4NBr，n-Bu4NBr)存在条件下，MOF-5可以有效催化CO2与环氧丙烷的环加成反应。MOF-5和季铵盐在促进环加成反应时显示了极好的协同作用，其中MOF-5/N-Bu4NBr具有最好的催化效果。在50℃和很低的CO2压力下，反应可以在6小时反应完成。MOF-5可以重复使用三次而活性没有明显下降。MOF-5/n-Bu4NBr对其他环氧化合物同样具有很好的活性和产物选择性。在实验基础上，讨论了可能的催化机理。
3.在上述工作的基础上，以MOF-5/KI/K2CO3为催化体系，在不同条件下研究了CO2、环氧化合物与甲醇反应合成碳酸二甲酯的反应。结果表明，MOF-5/KI/K2CO3对于合成碳酸二甲酯是一个高效催化体系。讨论了顺序加料过程的反应机理。
4.在过氧化氢和压缩CO2存在下，研究了不同离子液体、乙醇以及乙腈中的苯乙烯的环氧化反应。发现CO2能够促进离子液体中苯乙烯的环氧化反应，并且在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和氯代1-丁基-3-甲基咪唑盐中环氧化反应可以在没有金属盐催化剂的条件下有效进行。由CO2和H2O2形成的HCO4-起到催化剂的作用。苯乙烯的转化率和氧化苯乙烯的产率分别可达到95％和69％。