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摘 要

利用二氧化碳和甲醇为原料是目前合成碳酸二甲酯成本最低，也是最环保、最有前途的方法，已经研究出各种催化体系合成碳酸二甲酯。

由于二氧化碳活化比较困难，反应平衡常数较小，碳酸二甲酯的生成效率比较低，所以能够打破化学平衡限制的、新型高效催化剂的开发和研究，是目前需要解决的问题。

综合近年来甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展，重点阐述了各类催化剂的反应机理，并评价了其催化功效及发展趋势。

从均相及非均相催化剂体系和反应条件等方面，综述了近年来二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究开发最新进展。介绍了均相催化剂体系包括烷氧基有机化合物、乙酸盐和碳酸盐催化剂、碱性催化剂；非相催化剂体系包括负载型催化剂、金属氧化物类催化剂、杂多酸催化剂；催化工艺技术包括了离子液体催化体系、光催化反应体系、超临界体系、电化学合成体系、耦合反应、脱水剂和膜反应器、微波技术、催化助剂。

随着研究的深入，二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法实现工业化指日可待。

关键词：二氧化碳；甲醇；碳酸二甲酯

Using carbon dioxide as raw materials, the status of study on the preparation of dimethyl carbonate

Abstract

Use of carbon dioxide and methanol as raw synthesis of dimethyl carbonate is the lowest cost , most environmentally friendly and most promising approaches , various catalytic systems have been developed synthesis of dimethyl carbonate .

Since activated carbon is difficult, the reaction equilibrium constant is small, the production efficiency of dimethyl carbonate is low, it is possible to break the chemical equilibrium limitation, the new efficient catalysts for the development and research, is the problem to be solved.

In recent years, integrated direct synthesis of methanol and carbon dioxide Progress dimethyl carbonate catalyst , focusing on the reaction mechanism of various types of catalysts and catalytic evaluated the efficacy and trends.

In terms of homogeneous and heterogeneous catalyst systems and reaction conditions, carbon dioxide and methanol reviews recent research and development of the latest developments carbonate directly dimethyl synthesis. Describes a homogeneous catalyst system comprising the alkoxy compounds, acetates and carbonates of the catalyst, a basic catalyst; non-phase catalyst system comprises a supported catalyst, a metal oxide catalyst, the heteropolyacid catalyst; technology including catalytic the ionic liquid catalyst system, the photocatalytic reaction system, supercritical, the electrochemical synthesis system, the coupling reaction, a dehydrating agent and a membrane reactor, microwave technology, catalytic additives.

With further research , carbon dioxide and methanol directly within reach of industrialization synthesis of dimethyl carbonate method .

Keywords : carbon dioxide ; methanol ; dimethyl carbonate

目 录

摘 要 1

ABSTRACT 2

第一章 引言 1

综述部分

第二章 均相催化体系 7

2.1 烷氧基金属有机化合物 7

2.1.1 有机锡类催化剂 7

2.1.2 烷氧基铌催化剂 8

2.1.3 甲氧基金属催化剂 9

2.2 乙酸盐、碳酸盐催化剂 10

2.3 碱性催化剂 10

第三章 非均相催化体系 12

3.1 负载型催化剂 12

3.1.1 负载型Cu-Ni催化剂 12

3.1.2 负载型有机金属催化剂 13

3.1.3 负载型固体碱催化剂 14

3.2 金属氧化物类催化剂 14

3.3 杂多酸催化剂 16

第四章 催化工艺技术 18

4.1 离子液体催化体系 18

4.2 光催化反应体系 19

4.3 超临界体系 20

4.4 电化学合成体系 21

4.5 耦合反应 22

4.5.1 水或二氧化碳的耦合 23

4.5.2 甲醇和二氧化碳共同耦合 23

4.6 脱水剂和膜反应器 24

4.7 微波技术 25

4.8 催化助剂 25

参考文献 27

第一章 引言

碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的有机化工中间体，由于其分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，氧含量高达53.3%，因而可广泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应，用于生产聚碳酸酯、异氰酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯二醇、烯丙基二甘醇碳酸酯、甲胺基甲酸萘酯(西维因)、苯甲醚、四甲基醇铵、长链烷基碳酸酯、碳酰肼、丙二酸酯、丙二尿烷、碳酸二乙酯、三光气、呋喃唑酮、肼基甲酸甲酯、苯胺基甲酸甲酯等多种化工产品。

DMC被誉为21世纪有机合成的“新基块”，可以作为一种清洁的有机化学试剂使用，一方面可替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲氧基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要化工产品；另一方面，以DMC为原料可以开发、制备多种高附加值的精细专用化学品，在医药、农药、合成材料、燃料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域都有广泛的应用^[1]；更为重要的是，由于DMC含氧量高、相容性好，可用作低毒溶剂和燃油添加剂^[2,3]。

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