ZIF-8催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯
2021-10-18赵诗雨贾冰莹陈学君刘绍英白元盛王公应
赵诗雨,贾冰莹,陈学君,刘绍英,白元盛,王公应
(1. 中国科学院 成都有机化学研究所,四川 成都 610041;2. 中国科学院大学 挥发性有机物污染控制材料与技术国家工程实验室,北京 100049;3. 中国科学院 成都有机化学有限公司,四川 成都 610041)
碳酸丙烯酯(PC)具有毒性低、污染小等优点,在电化学、气体分离及有机合成等领域有着广泛应用[1-4]。合成PC的方法有光气法[5]、环氧丙烷与二氧化碳加成法[6]及尿素醇解法等。其中,尿素醇解法具有反应条件温和、原料廉价易得等优点[7],具有广阔的工业应用前景。
尿素醇解法合成PC的关键在于催化剂,目前催化剂主要包括有机锡类、金属盐和金属氧化物。有机锡类催化剂剧毒,且均相回收困难[8]。金属盐催化剂(MgCl2[9],ZnCl2[10],ZnCO3[11]等)毒性较小,PC的收率可达90%以上,但仍存在均相回收困难的问题。在非均相催化剂中,研究最多的是金属氧化物催化剂。单一金属氧化物(MgO[12],ZnO[13]等)催化活性较高,但在反应中会部分或完全溶于反应体系[14];复合金属氧化物降低了催化剂在反应体系中的溶解度,但催化活性也降低。柳鑫等[15]制备了Ca-Mg-Al复合金属氧化物催化剂,PC的收率为84.6%,将回收的催化剂活化后循环五次,PC的收率仅为50.2%。因此,研制结构稳定且重复使用性能好的催化剂对于PC合成具有重要的意义。ZIF-8催化剂具有比表面积大、孔道结构规整、热稳定性好等特点,在非均相催化方面具有显著的优越性[16-17]。但ZIF-8催化剂用于尿素醇解制备PC鲜见文献报道。
本工作采用共沉淀法制备了ZIF-8催化剂,利用XRD,FTIR,SEM,TG对催化剂进行了表征,考察了物料比、反应温度、反应时间、催化剂用量等对ZIF-8催化剂催化尿素与1,2-丙二醇(PG)合成PC的影响。……
