氟醇功能离子液体催化CO 2 制备环状碳酸酯的研究

发布时间：2023-11-26 14:12

　　作为一种重要的温室气体,CO₂的处理转化一直是科学界研究的重点之一。其中,通过CO₂和环氧化合物的环加成反应制备环状碳酸酯是一种原子利用率100%的工艺过程,其产物环状碳酸酯有着诸多的工业应用,该工艺极具工业化应用潜力。本论文针对环加成反应中有机催化剂存在的需要添加助剂、溶剂,需要高温、高压,反应时间长等缺点,利用离子液体的可设计性特点开发出一类绿色安全、无金属、高活性的氟醇功能离子液体单组份催化剂,在无溶剂、常压、低温条件下快速催化环加成反应。所得主要结论如下:1、成功合成了一种氟醇功能化的季铵类离子液体,(4-(1,1,1,3,3,3-六氟-2-羟基丙烷-2-基)苯基)-N,N,N-三甲基碘化铵,并通过ESI,FT-IR,NMR等表征证明了该离子液体的成功合成。还通过TGA证明了该离子液体具有良好的热稳定性。将该离子液体应用于催化CO₂与环氧化合物的环加成反应,并对反应时间、温度、压力、底物适用性、循环使用性能等进行了的系统优化。在底物为环氧丙烷,反应温度为90 ^oC,CO₂

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 二氧化碳的研究现状
        1.1.1 二氧化碳的排放
        1.1.2 二氧化碳对环境的影响
        1.1.3 二氧化碳的主要处理途径
    1.2 环状碳酸酯的合成工艺
        1.2.1 光气合成法
        1.2.2 酯基交换法
        1.2.3 醇解法
        1.2.4 二氧化碳法
    1.3 二氧化碳环加成反应催化剂
        1.3.1 金属氧化物催化剂
        1.3.3 碱金属盐类催化剂
        1.3.4 新型碳材料催化剂
        1.3.5 金属有机框架材料催化剂
        1.3.6 金属配合物催化剂
        1.3.7 离子液体催化剂
    1.4 课题研究思路及主要研究内容
第2章 氟醇功能化的季铵类离子液体催化CO₂环加成反应
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料及试剂
        2.2.2 所用仪器
        2.2.3 离子液体合成
    2.3 催化剂表征及分析
        2.3.1 材料的ESI表征
        2.3.2 材料的FT-IR表征
        2.3.3 材料的热重分析
    2.4 催化制备环状碳酸酯结果讨论
        2.4.1 反应时间的影响
        2.4.2 反应温度的影响
        2.4.3 反应压力的影响
        2.4.4 底物适用性研究
        2.4.5 循环活性研究
        2.4.6 环加成催化机理研究
    2.5 本章小结
第3章 氟醇功能咪唑类离子液体催化CO₂环加成反应
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料及试剂
        3.2.2 所用仪器
        3.2.3 离子液体合成
    3.3 催化剂表征及分析
        3.3.1 材料的ESI表征
        3.3.2 材料的FT-IR表征
        3.3.3 材料的热重分析
    3.4 催化制备环状碳酸酯结果讨论
        3.4.1 反应时间的影响
        3.4.2 反应温度的影响
        3.4.3 反应压力的影响
        3.4.4 催化剂负载量的影响
    3.5 本章小结
第4章 基于氟醇功能化的离子液体酸碱衍生物的合成探究
    4.1 引言
    4.2 基于氟醇功能化的超强碱性离子液体衍生物的合成
        4.2.1 原料及试剂
        4.2.2 所用仪器
        4.2.3 离子液体合成
        4.2.4 表征部分
        4.2.5 应用探究
    4.3 基于氟醇功能化的超强酸性离子液体衍生物的合成
        4.3.1 原料及试剂
        4.3.2 所用仪器
        4.3.3 离子液体合成
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间发表的学术论文及获奖情况



本文编号：3867934