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第卷第期天津化工
年月
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用二氧化碳合成碳酸丙烯酯的新方法研究
赵元漆新华李贺庄源益
南开大学环境科学与工程学院天津
摘要研究了环氧丙烷和二氧化碳在新的催化剂季铵化壳聚糖上直接合成碳酸丙烯酯的工艺条件和影
响因素。结果发现反应温度和反应时间对多相催化合成碳酸丙烯酯的收率和选择性有重要影响而系统
压力和催化剂用量对合成产物效率的影响不大。比较优化的反应温度、反应时间和压力分别为℃、
和。经过次循环使用后催化剂的选择性变化不大收率略有下降。
关键词环氧丙烷二氧化碳季氨化壳聚糖催化碳酸丙烯酯
中图分类号文献标志码文章编号
碳酸丙烯酯是性能优良的高沸点和高极聚糖催化剂。
性的有机溶剂也是重要的有机化学品在有机合碳酸丙烯酯的合成
成、气体分离、电池电介质以及金属萃取等领域得往容量为的超临界反应釜中通入
到了广泛的应用。它是高效脱硫脱碳二氧化碳溶赶尽空气。往釜中加入季铵化壳聚糖催化剂
剂用于天然气净化合成氨原料气净化和制氢等色谱分析内标物环氧丙烷。先通入到
工业部门。它可用作增塑剂纺丝溶剂、水溶性染料一定压力然后将釜温升到所需温度再将系统压
和颜料的分散剂、油性溶剂、烯烃和芳香烃的萃取力调到。然后在此条件下反应。冷却后放
剂。用在第二代锂离子电池中作电解液以保护石墨出气体。产物用带火焰离子化鉴定器的气相色
阳极。它的另外一个新用途是用做木材粘合剂。谱仪定量分析。
主要合成的工艺路线按其原料可以分为
结果与讨论
丙二醇路线和环氧丙烷路线。环氧丙烷路线主要
指的是环氧丙烷与合成。用环氧丙烷和反应时间
合成工艺中研究重点之一是催化剂的活性基反应时间对合成产率的影响绘于图。由图
团~ 。我们考虑到甲壳素是自然界含量仅次于纤维中数据看出在℃在前内产率就已经达到
素的第二大天然有机高分子化合物而且是一种可。因此反应速度是比较快的。在之前反应
再生资源因此选择甲壳素的衍生物壳聚糖作速度持续增长经后产率的数值变化不大。
为骨架材料直接进行季铵化反应生成带季铵盐选择性数据的变化趋势与产率的变化趋势一致。由
基团的壳聚糖。研究结果表明这种季铵化壳聚糖于壳聚糖生物高分子材料是多孔固态物质反应物
做催化剂催化环氧丙烷和二氧化碳环合生成的在固态物质的表面聚集的过程比较迅速被表面催
催化活性高选择性好并可循环使用。化剂催化合成产物的速度也比较快这是反应前期
的动态结果。反应物在催化剂的孔内或毛细管内的
实验部分
扩散却是需要消耗时间的过程。这段时间内反应
材料和催化剂物在孔内的扩散缓慢进行到达孔内活性位并被催
环氧丙烷购自公司。氯羟基丙基化生成产物的过程也缓慢进行产率缓慢上升直
三甲基氯化铵等季铵化试剂由公司提供。到扩散终点产率趋于稳定。因此反应进行时间超
纯度为。其它试剂为分析纯级别。壳聚糖由过后产率变化甚微。
浙江金壳生物化学公司提供其脱乙酰度为
收稿日期

粘均分子量为× 由该壳聚糖自制得季铵化壳基金项目天津市自然科学基金项目
第卷第期赵元等用二氧化碳合成碳酸丙烯酯的新方法研究
压力和催化剂用量
研究发现在温度℃催化剂用量为
相对于环氧丙烷在~ 压力范围
内反应压力对合成产率几乎没有