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碳酸二甲酯(Dimethyl carbonate,DMC)是一种备受青睐的绿色化工产品,其合成方法主要有光气法、酯交换法、CO2直接合成法、尿素醇解法以及甲醇氧化羰基化法等。其中甲醇氧化羰基化法具有原料廉价、工艺简单、副产物少等优点,是当前最有研究价值的工业化方法。研究发现,铜配合物催化剂在甲醇氧化羰基化反应中具有腐蚀性低和催化活性高等优点,但也存在反应后与溶液难以分离等缺点,因此对铜配合物催化剂进行多相化处理是解决分离问题的有效方法。本文以碘化亚铜为活性铜源,菲啰啉(phen)为配体,以不同类型的分子筛为载体,通过浸渍法制备了[Cu(phen)I]2/H-ZSM-5、[Cu(phen)I]2/HY、[Cu(phen)I]2/Hβ、[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5、[Cu(phen)I]2/Na Y和[Cu(phen)I]2/Naβ六种负载型催化剂;采用分步的方法制备了[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5催化剂;采用葡萄糖碳、活性炭和氮化碳为载体,制备出[Cu(phen)I]2/C负载型催化剂。采用红外光谱、比表面积测试、固体紫外、X射线粉末衍射、热重和X-射线光电子能谱等对载体和制备的催化剂进行了表征,并结合表征研究了影响固载型催化剂在甲醇氧化羰基化合成DMC反应中活性的因素。1.[Cu(phen)I]2/H-ZSM-5、[Cu(phen)I]2/HY和[Cu(phen)I]2/Hβ催化剂中,由于H-ZSM-5分子筛表面没有强酸中心,且总酸量最低,从而使DMC的水解最慢,催化活性最高,DMC的转化数(TON)为52.5mol DMC/mol Cu,选择性为75.9%;[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5、[Cu(phen)I]2/Na Y和[Cu(phen)I]2/Naβ催化剂中,Na-ZSM-5分子筛具有最强碱性中心,能有效促进DMC的合成,[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5催化剂活性最高,DMC的TON为88.4mol DMC/mol Cu,选择性99.9%;另外,钠型分子筛负载型催化剂的热稳定性比相应氢型分子筛负载型催化剂的高,活性也更高;在所有催化剂中,[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5的催化活性最高。2.[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5催化剂的优化制备条件为:浸渍温度10℃,浸渍时间12h,旋蒸温度35℃。以此条件制备催化剂在反应温度130℃,反应时间为5h的条件下,DMC的TON为104.9mol DMC/mol Cu,DMC的选择性99.9%。3.采用不同的铜源,在分子筛孔道内先合成Cu I,再制备[Cu(phen)I]2的方式制备了[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5-Cu Cl2和[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5-Cu SO4,它们的活性均较高,但DMC的选择性比[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5的低。采用苯基三甲氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷分别对[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5进行修饰,合成得到[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5-Ph和[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5-Apts。[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5-Ph催化甲醇合成DMC的转化数为91.2mol DMC/mol Cu,[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5-Apts的转化数55.9mol DMC/mol Cu。[Cu(phen)I]2/Na-ZSM-5-Ph催化剂的重复性比未修饰的催化剂活性好,说明经过修饰处理能降低活性组分的流失。4.用不同的碳源制备了三种碳载体,采用浸渍法对活性组分[Cu(phen)I]2进行负载,制备了[Cu(phen)I]2/C1、[Cu(phen)I]2/C2和[Cu(phen)I]2/C3,其中[Cu(phen)I]2/C2的催化活性最高,DMC的TON为39.8mol DMC/mol Cu,选择性99.9%。5.以0.4mol/L的Na OH溶液处理粒径大于200目的C2载体,再分步负载活性组分制备催化剂[Cu(phen)I]2/C2,DMC的TON增加到109.5mol DMC/mol Cu,选择性为80.6%,且重复使用3次后催化剂依然有较高的催化活性。