陈红萍，郑小满，梁英华，赵新强

（1. 河北联合大学 化学工程学院，河北 唐山 063009；2. 河北工业大学 化工学院，天津 300130）

Si对Fe-Zr-O催化CO2与甲醇合成碳酸二甲酯反应性能的影响

陈红萍1，2，郑小满1，梁英华1，赵新强2

（1. 河北联合大学 化学工程学院，河北 唐山 063009；2. 河北工业大学 化工学院，天津 300130）

采用溶胶-凝胶法制备了Si-Fe-Zr-O催化剂，利用N2吸附-脱附、SEM-EDX、TEM、XRD和NH3-TPD等方法对Si-Fe-Zr-O催化剂的织构性质、组成和酸性进行了表征，并考察了Si-Fe-Zr-O催化剂催化CO2与甲醇合成碳酸二甲酯的性能。实验结果表明，随Si加入量的增加，催化剂的比表面积增大，孔径减小且孔分布集中；当n（Fe）∶n（Zr）∶n（Si）=5∶1∶2时，存在便于传质的5～11 nm的孔且孔体积最大，催化活性最高；较大的比表面积和合适的孔径是引入Si后催化剂活性提高的主要原因。Si的加入所形成的锆硅和铁硅固溶体可与铁锆固溶体协同作用，提高Si-Fe-Zr-O催化剂的活性。

碳酸二甲酯；甲醇；二氧化碳；铁-锆-氧催化剂；二氧化硅

碳酸二甲酯（DMC）分子中具有甲基、羰基和甲氧基等多种官能团，能替代传统的羰基化试剂和甲基化试剂（如光气、碘甲烷和硫酸二甲酯等）［1-2］，被称为绿色化学品。甲醇与CO2直接合成DMC的反应因具有利用温室气体为原料、反应原子利用率高、副产物只有水的特点而备受瞩目。但CO2作为碳的最终氧化物，具有非常高的化学稳定性。利用CO2与甲醇直接合成DMC的关键是高活性催化剂的研发和反应耦合剂的应用，已报道的催化剂主要有金属醇盐和有机锡［3-5］、K2CO3/CH3I［6-8］、金属氧化物（ZrO2［9］，CeO2［10］，CeO2-ZrO2［11］，V2O5［12］等）、负载金属（Cu，Ni，Rh等）［13-14］和醋酸盐［15］。金属醇盐和有机锡、K2CO3/CH3I及醋酸盐为均相催化剂，尽管具有较好的催化活性，但催化剂的回收利用困难，尤其是金属醇盐和有机锡会与副产物水作用而失活，而CH3I作为反应消耗原料，成本较高。……