[發(fā)明專利]一種CO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810128826.4
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108295901B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳蓮;敬譚;江飛龍;洪茂椿
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/02;C07D317/36;C07D317/44;C07D317/34;C09K11/06;C07F5/00;C07D231/14;C07C211/63;G01N21/64;B01J20/22;B01D53/02
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

本申請公開了一種CO₂環(huán)加成共催化劑，其特征在于，包括稀土有機(jī)框架晶體材料和四烷基鹵化銨；所述稀土有機(jī)框架晶體材料的化學(xué)式[LnL(H₂O)₂]·H₂O，其中，Ln代表稀土元素，L代表由1?(4?苯甲酸)?1氫?吡唑?3,5?二羧酸形成的有機(jī)配體。所述稀土有機(jī)框架晶體材料具有好的熱穩(wěn)定性、空氣穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性以及溶劑穩(wěn)定性，屬于多功能晶體材料。所述共催化劑催化活性好，選擇性好，可回收并循環(huán)使用，它的使用可大大提高CO₂環(huán)加成反應(yīng)的產(chǎn)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種CO₂環(huán)加成共催化劑及其在環(huán)加成反應(yīng)中的應(yīng)用，屬于晶體材料、有機(jī)及催化合成領(lǐng)域。

背景技術(shù)

CO₂是造成溫室效應(yīng)的主要因素，但同時也是自然界中廣泛存在的綠色無毒的C₁資源。如果能將環(huán)境中的CO₂進(jìn)行回收轉(zhuǎn)化，使其成為有用的生活和工業(yè)原料，無論從環(huán)境保護(hù)還是資源利用的角度來看，對社會的發(fā)展都是巨大的貢獻(xiàn)。如今，科研人員已經(jīng)開發(fā)了各種工藝來將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，如碳酸鹽、聚碳酸酯、氨基甲酸酯衍生物和羧酸。在所有的轉(zhuǎn)化過程中，二氧化碳與環(huán)氧化物形成五元環(huán)狀碳酸酯的反應(yīng)得到了廣泛的研究，此類反應(yīng)是100％符合原子經(jīng)濟(jì)的，而環(huán)狀碳酸酯則是一類工業(yè)價值較高的化工產(chǎn)品，用途很廣，例如非質(zhì)子極性溶劑、電池用電解質(zhì)、聚碳酸酯的制備前體，以及合成藥物和化學(xué)反應(yīng)的中間體。

在合適的條件下，環(huán)氧化物開環(huán)與CO₂生成五元環(huán)狀碳酸酯這一過程中，催化劑的選擇直接影響轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)率。到目前為止，已經(jīng)有多種催化體系被研究報道，從反應(yīng)相態(tài)來看，可分為均相催化劑和多相催化劑 2大類。均相催化劑主要包括離子液體、堿金屬、N-雜環(huán)卡賓和DBU等有機(jī)堿、過渡金屬配合物，其中，季銨鹽是一類應(yīng)用較早的環(huán)加成催化劑，比較典型的有四丁基溴化銨(TBAB)、四丁基碘化銨(TBAI)等，但該類催化劑對于環(huán)氧化物的催化活性不高，選擇性也不好，反應(yīng)過程中有時會伴隨有聚合產(chǎn)物生成。另外，均相催化劑的使用還存在反應(yīng)結(jié)束后催化劑與產(chǎn)物分離困難的問題。

稀土-有機(jī)框架材料(lanthanide metal-organic frameworks)結(jié)合了稀土離子優(yōu)異的發(fā)光性能以及金屬-有機(jī)框架材料發(fā)光形式多樣以及發(fā)光可調(diào)控的優(yōu)勢，在熒光探測、發(fā)光與顯示、生物醫(yī)學(xué)成像、催化等領(lǐng)域都具有極大的應(yīng)用價值。為解決催化劑與產(chǎn)物分離等問題，新型稀土MOF材料由于其具備有可進(jìn)入的孔體積、有序孔、較大的內(nèi)表面積，吸附容量高，多樣的功能化等優(yōu)勢，將其引入環(huán)氧化合物與二氧化碳環(huán)加成反應(yīng)中將是一條有效途徑，同時還能極大提高反應(yīng)效率和產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種CO₂環(huán)加成共催化劑，該共催化劑催化活性好，選擇性好，可回收并循環(huán)使用，它的使用可大大提高CO₂環(huán)加成反應(yīng)的產(chǎn)率。

所述CO₂環(huán)加成共催化劑包括稀土有機(jī)框架晶體材料和四烷基鹵化銨，所述稀土有機(jī)框架晶體材料具有好的熱穩(wěn)定性、空氣穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性以及溶劑穩(wěn)定性，屬于多功能晶體材料。

所述CO₂環(huán)加成共催化劑，其特征在于，包括稀土有機(jī)框架晶體材料和相轉(zhuǎn)移催化劑；

所述稀土有機(jī)框架晶體材料的化學(xué)式如式I所示：

[LnL(H₂O)₂]·H₂O 式I；

式I中，Ln代表稀土元素，所述稀土元素選自Gd，Eu，Tb或Dy中的至少一種；

L代表由1-(4-苯甲酸)-1氫-吡唑-3,5-二羧酸形成的有機(jī)配體。