第04期综述专论
以二氧化碳和甲醇为原料合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展
以二氧化碳和甲醇为原料合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展
对像杰，刘亚青
（中北大学山西省高分子复合材料工程技术研究中心山西太原030051：中北大学材料科学与工程学院，山西大原000051）
摘要：本文介绍了以二氢化碳和甲醇为原料合或碳酸二甲配(DMC)值化期的研究进展，着重从非均相能化体系和均相能化体系两方面隔述了负较型催化剂。有机与无机相结合的催化别、金属及其相应化合物的疆化剂、杂多酸催化剂、超临界二氧化碳条件下的酸性和碱性催化列等多种能化弱体系在合成族酸二甲酪上的应用。
关盘调：二氧化碳：甲醇：碳酸二甲酷：能化剂
中图分类号：TQTM344.1
引言
文麟标识码：A
文章编号：T16728114(2012)040905
直接合成DMC的反应做了热力学探讨，CO,与甲醇直接
CO,作为工业中的主要排放物，它与甲烷、氮的氧化物等都是造成温室效应最主要的儿种温室气体"。随着社会的发展，燃料和木材的使用越来越多致使大气中的CO,含量快速增加?，从而导致CO,成为温室效应的最主要元，自前由于CO的温室效应引起的全球变暖向题已经成为最严重的环境问题之一。虽然CO,是造成温室效应的主要元凶，但同时它又是一种潜在的绿色碳源，这就要求国内外的科学家大力开发研究对CO,的捕集和利用技术34)。碳酸二甲酯（DMC）作为一种低毒性和多反应活性的化学试剂3，其应用主要体现在以下儿方面：一是DMC有望在化工生产、有机合成等诸多领域全面替代光气、硫酸二甲酯（DMS）、氧甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应；二是，以DMC为原料可以开发、制备医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂等高附加值的精细化工用品67.89；三是，DMC还可用于聚碳酸酯和聚氨酯的合成司。因此，DMC被誉为2I世纪有机合成的一个“新基块”，其发展必将对我国的煤化工、甲醇化工等起到巨大的推动作用。
在此值得一提的是，蔡清海等对二氧化碳与甲醇作者商介：刘俊杰(1988-)，男，硕士，高分子化学与物理。刘亚育，女，教授，薄士生导师。
万方数据
合成DMC过程的化学反应方程为：
CO,+ 2CH,OH →+ CH,OCOOCH, + H,O
通过计算研究发现：在298K时反应的ArH298K= 27.90kJ/mol<0,而△rG298K=26.21kJ/mol>0，该反应在298K时是不能自发进行的。考患到反应温度过高不利于DMC生成，他们考察了在273K~400K范围内压力随吉布斯自由能的变化关系，并通过推导得出在353K 下甲醇和CO,反应时，当反应体系压力P≥241000MPa时 rGp≤0，此时反应才有可能自发进行：但是在实际应用中所需的高压条件是不可能达到的。面加人催化剂后能改变反应的历程，使反应过程中CO的活化能降低，从而降低反应吉布斯自由能，使反应能够进行。
考到催化剂能改变反应历程和降低反应吉布斯自由能使反应顺利进行，故日前以CO,和甲醇为原料合成 DMC大多是在催化剂作用下进行的。因此，本文从均相催化剂和非均相催化剂两方面对DMC合成研究进行综述
是一项必要而有意义的工作。 1非均相催化剂的研究
1.1负载型催化剂
1.1.1催化剂载体的研究
KhalidAlmusaiteer12于2009年报道了选用Rh等作为催化剂，分别用氧化铝（AI,O，）、氧化硅（SiO,）、分子筛（ZSM-5）作为催化剂载体，通过研究反应条件和载体的种类对催化剂性质的影响，表明载体对催化剂的