离子液体催化二氧化碳合成环状碳酸酯的研究进展

离子液体作为一种新型绿色环保介质,由于其结构可设计、稳定性高以及催化活性高等优点,使其在CO_2环加成反应的催化方面应用前景广阔。本文综述了近年来离子液体催化CO_2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展。传统离子液体包括咪唑类、吡啶类、季铵盐季盐等离子液体,而功能化离子液体包括羟基功能化、羧基功能化等离子液体。与传统离子液体相比,功能化离子液体具有更好的催化活性。无机或有机材料负载的非均相离子液体催化剂报道较多,载体包括SiO_2、氧化石墨烯、聚合物等。非均相催化剂具备易分离、可在固定反应器中连续反应等优点,更适应工业化生产。指出了CO_2与环氧化合物反应制备环状碳酸酯过程中出现的催化剂活性低、反应条件苛刻等关键问题,因此寻求高选择性合成环状碳酸酯的环境友好的新型高效催化剂具有重要的学术意义和实用价值。     

二氧化碳与环氧烷加成反应的金属配合物催化剂及活化机理研究进展

综述了环氧烷与CO2开环加成反应合成环状碳酸酯的金属配合物催化剂的研究进展,讨论了金属配合物催化活化环氧烷和CO2完成环加成反应的活化机理,为CO2的化学利用及环氧烷合成环状碳酸酯工艺的研究、开发与应用提供参考。     

离子液体在CO_2环加成反应中的应用

离子液体作为一种新型的“绿色溶剂”,因其具有热稳定性好、挥发性低、结构可设计性等优点被广泛应用在CO2环加成反应中。综述了由离子液体催化CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展,从反应相态的角度将离子液体催化剂分为普通离子液体催化剂和负载离子液体催化剂,分别阐述了其催化性能。简要分析了离子液体催化剂目前存在的主要问题,并对离子液体在CO2环加成反应中的应用进行了展望。     

离子液体在CO_2环加成反应中的应用

离子液体作为一种新型的“绿色溶剂”,因其具有热稳定性好、挥发性低、结构可设计性等优点被广泛应用在CO2环加成反应中。综述了由离子液体催化CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展,从反应相态的角度将离子液体催化剂分为普通离子液体催化剂和负载离子液体催化剂,分别阐述了其催化性能。简要分析了离子液体催化剂目前存在的主要问题,并对离子液体在CO2环加成反应中的应用进行了展望。     

碳酸酯合成过程催化剂离子液体固载方式研究进展

有机碳酸酯是一类重要的化工原料,常被用在药物合成、绿色添加剂、锂电池电解液以及合成聚碳酸酯等领域,碳酸酯的合成是实现CO2碳资源化最有效的途径之一.固载化离子液体兼具均相催化剂的高活性和固相催化剂易于分离和回收等特点,在碳酸酯合成反应中具有广阔的工业应用前景.综述用于合成碳酸酯的固载化离子液体催化剂固载技术研究进展,总...     

均相催化剂催化CO_2与环氧化物合成环状碳酸酯的研究进展

以CO_2与环氧化物合成环状碳酸酯为研究对象,综述了有机碱催化剂、碱金属卤化物催化剂、酸碱性催化剂、金属配合物催化剂、杂多酸盐催化剂、离子液体催化剂6类均相催化剂的研究进展,并就其催化活性进行了比较,探讨了未来均相催化剂的发展前景。     

二氧化碳与环氧烷反应制备环状碳酸酯催化剂研究进展

以CO2与环氧乙(丙)烷合成碳酸乙(丙)烯酯的反应为主要研究对象,对应用于环氧烷和CO2反应制备环状碳酸酯的催化剂进行比较,并对未来的发展方向进行了预测.结果发现,均相催化剂,特别是金属配合物催化剂,用于CO2和环氧烷合成环状碳酸酯反应的催化活性和选择性通常比较高,但均相催化剂与产物分离困难.与均相催化剂相比,多相催化剂易于和产物分离.但普通的多相催化剂,如金属氧化物催化剂和碱金属分子筛催化剂的催化活性较差,反应条件苛刻.将均相催化剂固载化形成具有高活性、高选择性和高稳定性的多相催化剂将是未来的发展方向.     

多孔材料在催化CO2与环氧化物环加成反应中的研究进展

以CO2为原料与环氧化物合成环状碳酸酯是实现CO2资源利用最为有效的途径之一，也是缓解温室效应的有效方式之一。在该反应中催化剂的选择至关重要，多孔材料由于具有相对密度低、强度高、比表面积大、稳定性好、合成方法多样等优点而被广泛应用于催化CO2环加成。重点综述了近年来无机多孔材料、多孔有机聚合物材料、金属有机骨架材料在催化CO2与环氧化物合成环状碳酸酯中的研究进展，介绍了各催化剂的优缺点并对未来多孔材料的发展进行了展望。     

超临界二氧化碳中合成环碳酸酯的催化剂研究进展

超临界二氧化碳(sc CO2)是一种环境友好型溶剂,它作为传统有机溶剂的替代品已被广泛应用于绿色化学过程的开发。其中,环氧化合物在超临界二氧化碳中制备环碳酸酯是实现二氧化碳高附加值转化的有效途径之一。本文回顾了近年来在超临界二氧化碳中合成环碳酸酯的研究进展,着重介绍了不同种类的催化剂,包括金属配合物、季盐、二元催化体系、离子液体、金属氧化物、有机小分子及其他类型催化剂在该反应体系中的应用,突出了超临界二氧化碳既作为溶剂,又作为反应物的双重优势。从经济和环境角度考虑,离子液体或季盐等有机催化剂具有更好的工业化应用前景。同时,指出了高效和绿色催化体系设计和创制是该研究领域的关键。     

多位点离子液体聚合物催化CO2环加成反应研究

CO₂与环氧化物环加成反应制备环状碳酸酯是一条绿色经济的CO₂利用途径。针对现有CO₂与环氧化物环加成反应中非均相离子液体催化剂活性低和活性组分易流失等问题,设计制备了系列多位点离子液体超交联聚合物HCPs-[DmPhe]Br,研究了多位点协同作用、超交联聚合物组成和结构等因素对其催化CO₂与环氧化物环加成反应性能的影响。其中,同时含有双季铵-卤素离子对、羟基和叔胺结构的HCP-[DmPhe]Br-DCX离子液体超交联聚合物催化剂,在1.3 MPa, 130℃,8 h的条件下,可实现94%的碳酸丁烯酯收率,且催化剂循环稳定性好,重复使用5次,催化活性没有明显降低。另外,超交联聚合物的多孔结构以及大比表面积促进了离子液体的较好分散,使其与离子液体单体具有相当的活性。该工作对CO₂与环氧化物环加成反应高效非均相离子液体催化剂的开发与优化具有一定的借鉴意义。     

Lewis Basic Ionic Liquids‐Catalyzed Conversion of Carbon Dioxide to Cyclic Carbonates

A series of easily prepared Lewis basic ionic liquids were developed for cyclic carbonate synthesis from epoxide and carbon dioxide at low pressure without utilization of any organic solvents or additives. Notably, quantitative yields together with excellent selectivity were attained when 1,8‐diazabicyclo[5.4.0]undec‐7‐enium chloride ([HDBU]Cl) was used as a catalyst. Furthermore, the catalyst could be recycled over five times without appreciable loss of catalytic activity. The effects of the catalyst structure and various reaction parameters on the catalytic performance were investigated in detail. This protocol was found to be applicable to a variety of epoxides producing the corresponding cyclic carbonates in high yields and selectivity. Therefore, this solvent‐free process thus represents an environmentally friendly example for the catalytic conversion of carbon dioxide into value‐added chemicals by employing Lewis basic ionic liquids as catalyst. A possible catalytic cycle for the hydrogen bond‐assisted ring‐opening of epoxide and activation of carbon dioxide induced by the nucleophilic tertiary nitrogen of the ionic liquid was also proposed.     

固载化BrФnsted酸离子液体催化合成环状碳酸酯的研究

制备了一系列聚苯乙烯树脂(PS)固载的系列BrФnsted酸性离子液体,并对其结构进行了表征。考察了固载化离子液体在二氧化碳与环氧化合物环加成反应中的催化性能,并对其反应条件进行了优化。在固载化离子液体PS-羧基异丁基-咪唑溴盐(PS-HBIMBr)的催化作用下,在反应温度为120℃、反应压力2.0 MPa的优化条件下反应3 h,碳酸丙烯酯的收率高达92.7%,该催化剂对二氧化碳与环氧化合物环加成反应具有良好的重复使用性能。     

Effect of cocatalyst and carbon dioxide pressure on the synthesis of polycarbonate from phenyl glycidyl ether and carbon dioxide

The copolymerization of phenyl glycidyl ether (PGE) and carbon dioxide was performed in the presence of ionic liquid catalyst. 1-Butyl-3-methyl imidazolium chloride, tetrabutylamouim chloride and 1-n-butylpyridinium chloride were used as catalyst for this reaction carried out in a batch reactor. All the ionic liquid catalysts showed good catalytic activity for the synthesis of polycarbonates with very low polydispersity, close to 1. The carbonate content, turnover number (TON), and average molecular weight of the copolymer were affected by the structure of the ionic liquid. High carbon dioxide pressure enhanced TON and carbonate content because of the increase of carbon dioxide absorption in PGE solution. ZnBr₂ and a Zn-Co cyanide complex were also tested as a catalyst and/or cocatalyst for this reaction to compare their catalytic performance with the imidazolium salt ionic liquids.     

离子液体在合成生物柴油中的应用

酯交换反应是合成生物柴油的最主要方法,反应中常用到有机及无机溶剂,鉴于传统溶剂对环境的污染,离子液体作为新型环保溶剂成为更好的选择。介绍离子液体的特性及其作为催化剂、酶溶剂及催化剂载体在合成生物柴油中的应用。     

合成碳酸乙烯酯催化剂的研究与展望

简述了碳酸乙烯酯合成方法,详细介绍了环氧乙烷和二氧化碳羰基化反应制备碳酸乙烯酯催化剂的研究状况,比较了主族元素配合物催化体系、过渡金属配合物催化体系、季铵盐与季膦盐和碱金属盐催化体系、离子液体等催化体系的优势与不足,阐明了离子液体催化剂的催化机理与优势,展望了新型功能化离子液体催化体系催化羰基化反应的应用前景。     

SiO_2固载磺酸功能化离子液体的制备及其催化合成4,4′-二氨基二苯甲烷

采用3种方法成功制备了固载型磺酸功能化离子液体,对其催化苯胺与甲醛缩合制备4,4′-二氨基二苯甲烷(4,4′-MDA)的反应性能进行了评价,并考察了其重复使用性能。结果表明,固载型磺酸功能化离子液体的催化效果与其固载量正相关,Si O2@[HSO3-ppim]CF3SO3-Ⅰ的固载量最高,催化效果最好。以Si O2@[HSO3-ppim]CF3SO3-Ⅰ为催化剂,4,4′-MDA合成反应适宜的反应条件为:w(cat.)/w(HCHO)=1.5,n(AN)/n(HCHO)=4,反应时间7 h,反应温度80℃。在此条件下,4,4′-MDA的收率和选择性分别为74.9%和94.5%。通过酸碱滴定法测定酸量和红外谱图分析发现,苯胺与离子液体的酸中心发生化学作用导致回收催化剂活性下降。利用CF3SO3H对回收催化剂进行酸化处理,其活性得以恢复,重复使用4次,催化活性没有明显降低。     

N-烷基-N-甲基咪唑系列离子液体中ZSM-5分子筛催化环已烷氧化反应

Heterogeneous oxidation of cyclohexane by tert-butyl hydroperoxide (TBHP) was carried out over ZSM-5 catalysts with different Si/Al ratios in ionic liquids and organic molecular solvents. Higher yield and selectivity of the desired products were found in ionic liquids than in molecular solvents. The conversion of cyclohexane exhibits a decrease from 15.8% to 10.8% with the increase of Si/Al ratio of the HZSM-5 catalyst, and all the catalysts exhibit good selectivity of monofunctional oxidation products at around 97%. The activity of catalyst is found strongly de-pendent on the alkyl chain length of ionic liquid.     

异丁烷与2-丁烯在含有抑制剂离子液体中的烷基化反应

含有AlCl^-₄和/或Al₂Cl^-₇阴离子的氯铝酸离子液体对异丁烷/2-丁烯烷基化反应具有很强的催化活性,但反应的选择性较差. 改变离子液体本身的阴、阳离子种类不能提高反应的选择性.在氯铝酸离子液体中引入CuCl等金属氯化物,能够有效地抑制烷基化过程中多聚、异构、歧化、氢转移、裂解等副反应的发生,大幅提高烷基化油中三甲基戊烷等高辛烷值组分含量. 相同反应条件下,CuCl+［Et₃NH］Cl-1.8AlCl₃烷基化反应中高辛烷值产物的含量远高于H₂SO₄烷基化油中相应组分含量.     

酸性离子液体催化苯胺和二氧化碳合成二苯基脲

以苯胺和二氧化碳为原料催化合成二苯基脲是一条绿色工艺路线,重点对Lewis酸类离子液体催化该反应性能进行了研究。考察了一系列碱性和Lewis酸性催化剂的催化性能,以及溶剂对该反应的影响,结果表明,以无水AlCl₃为催化剂和乙腈为溶剂组成的反应体系效果较好。以氯铝酸类离子液体为催化剂兼溶剂,考察了离子液体阴阳离子、CO₂初始压力、反应时间、反应温度以及催化剂用量等因素对二苯基脲合成反应的影响。结果表明,以［Bmim］Cl-AlCl₃离子液体为催化剂兼溶剂,在CO₂初始压力为1 MPa、反应时间为7 h、反应温度为160℃、AlCl₃/苯胺质量比为1∶1的条件下,苯胺的转化率、二苯基脲的收率及选择性分别为18.1%、17.9%和98.9%。此外,提出了［Bmim］Cl-AlCl₃离子液体催化苯胺和二氧化碳的反应机理。     

离子液体在制备金属纳米粒子中的应用

金属纳米材料是一种具有优异性能的新型功能材料,使用范围非常广泛。离子液体作为一种绿色环保溶剂与传统溶剂相比具有很多特殊性质,为金属纳米粒子的制备开辟了一条新途径。本文就近年来国内外相关研究进展,对离子液体在金属纳米颗粒制备中的应用进行综述。