[發明專利]用于二氧化碳合成苯乙烯環狀碳酸酯的雙負載催化劑及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610003367.8
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105642363B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 范國枝;羅珊珊;李建芬;宋光森
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J31/26;B01J31/22;B01J31/06;C07D317/36
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 杜傳青

本發明公開了一種用于二氧化碳合成苯乙烯環狀碳酸酯的雙負載催化劑，該雙負載催化劑的載體為無機復合載體或大孔樹脂，所述無機復合載體由SiO₂、MCM?41、MCM?48和SBA?15中的一種與Fe₃O₄組成；所述大孔樹脂為D401、D3520、D4006、H103、D151、D072、NKC?9、201×4、D201、D370或D380；所述雙負載催化劑的活性組分為Lewis酸和乙酰丙酮鹽中的一種與季銨鹽。本發明還公開了該雙負載催化劑的制備方法與應用。本發明的雙負載催化劑用于催化二氧化碳與氧化苯乙烯偶聯反應，苯乙烯環狀碳酸酯的產率可達92％。催化劑制備方法簡單、活性高、產物和催化劑分離容易、催化劑可回收利用且循環穩定性高。

技術領域

本發明屬于催化化學技術領域，具體涉及一種用于二氧化碳合成苯乙烯環狀碳酸酯的雙負載催化劑及制備方法與應用。

背景技術

二氧化碳是引起溫室效應的主要氣體，同時也是世界上儲量最豐富、最廉價的碳資源，可替代傳統劇毒光氣、異氰酸酯或一氧化碳等碳一原料用于有機合成。隨著環境的持續惡化及資源的日趨匱乏，二氧化碳的化學資源化利用已越來越受到廣泛關注，已被用作合成環狀碳酸酯、噁唑烷酮、脲及其聚合物等有機化合物的原料。

苯乙烯環狀碳酸酯是一種重要的環狀碳酸酯類化合物，在紡織、印染、高分子合成及精細化工中間體等方面具有廣泛的用途。利用二氧化碳與氧化苯乙烯偶聯制備苯乙烯環狀碳酸酯是化學固定二氧化碳的有效手段之一。目前研究工作主要集中在催化體系的探索上，已報道的有均相催化劑和非均相催化劑。已報道的均相催化劑包括Salen配合物、離子液體、Lewis酸或乙酰丙酮鹽與季銨鹽組成的共催化劑(Yang H et al.Chem.Commun.,2002,274；Sun JM et al.Green Chem.,2004,61；Sun JM et al.Appl.Catal.A:Gen.,2005,221；Coskun S et al.Turk.J.Chem.,2014,600)。非均相催化劑包括采用MgO、MgO-Al₂O₃、Cs/Al₂O₃和Nb₂O₅等直接作催化劑(Yano et al.Chem.Commun.,1997.1129；Bhanage BM,Appl.Catal.A:Gen.,2001,259；Yamaguchi K,J.Am.Chem.Soc.,1999,4526；Aresta M etal,J.Mol.Catal.A:Chem.,2003,245)以及采用MCM-41、SAB-15、高分子聚合物、Siral 80等固載金屬或離子液體等活性組分(肖林飛等,CN 102206199A；鄧友全等,CN 102516220A；張鎖江等,CN 102516220A；Coskun S et al.Turk.J.Chem.,2014,600)。

在目前已報道的催化劑中，Lewis酸或乙酰丙酮鹽與季銨鹽組成的均相共催化體系在二氧化碳與氧化苯乙烯合成環狀碳酸酯中具有優異的催化性能，且價廉易得，但在均相催化體系中，催化劑與產物不易分離，不利于工業化應用。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種用于二氧化碳合成苯乙烯環狀碳酸酯的雙負載催化劑。該雙負載催化劑基于Lewis酸或乙酰丙酮鹽與季銨鹽組成的共催化體系在二氧化碳與氧化苯乙烯的偶聯反應中具有較高的催化活性及選擇性，選用合適的載體對Lewis酸和乙酰丙酮鹽中的一種與季銨鹽同時進行負載。

本發明的第二個目的在于提供上述雙負載催化劑的制備方法，該制備方法以溫和的條件，簡單的工藝，制備得到與均相催化體系具有相當催化活性的雙負載催化劑。

本發明的第三個目的在于提供上述雙負載催化劑在以二氧化碳為碳源合成苯乙烯環狀碳酸酯中的應用。

為實現上述第一個目的，本發明所設計的技術方案為：