一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于催化剂研发制备技术领域，具体公开了一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用。本发明专利技术先将苯并咪唑与1,4

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及催化剂研发制备
，尤其涉及一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]二氧化碳的过量排放，已造成温室效应等一系列严重的环境问题，因此二氧化碳的捕集、存贮和利用得到了广泛的重视和研究。目前，通过环加成反应将二氧化碳转化为环状碳酸酯是一种简单而有前途的方法，该反应不仅具有100％的原子利用率，而且所得到的环状碳酸酯是重要的工业溶剂和中间体。因此，二氧化碳与环氧化物环加成反应及催化剂得到了广泛的研究。
[0003]如中国专利技术专利ZL 200710065100.2，公开了一种负载有离子液体的聚合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL 201110200003.6，公开了一种1，2，4
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三氮唑类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL201110200240.2，公开了一种负载型1，2，4
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三氮唑类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL 201110439252.0，公开了一种化学负载型多羟基季铵类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL201510442688.3，公开了负载型季鏻盐及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL 201610555285.4，公开了一种硫脲类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL201611042364.1，公开了一种离子液体/苄醇双功能化的氧化硅催化材料及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL 201610065621.7，公开了一种含有五核镱簇分子结构单元的金属有机框架及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL 201611179021.X，公开了一种四甲基铵二锌
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十钒氧簇单组份晶体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL 201910991605.4，公开了一种由咪唑类离子液体和锌的卤素盐合成的金属离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL201910530255.1，公开了一种具有二维结构的刚性交联纳米金阵列及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL201910149097.5，公开了一种双(N
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羧基)苯基)苝酰亚胺锌配合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL202010973143.6，公开了一种金属配位离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL202010973141.7，公开了一种离子液体交联聚合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利ZL 202010639473.1，公开了一种含有氨基的负载型季铵盐及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利CN202111344010.3，公开了一种有机多孔聚合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国专利技术专利CN202210189458.0，公开了一种Zn掺杂的SAPO
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34分子筛及其催化制备环状碳酸酯的方法。
[0004]以上技术公开的催化剂包含均相催化剂和非均相催化剂，均相催化剂在实际应用时存在分离困难的问题，而非均相催化剂虽然不存在分离困难的问题，但是由于催化活性位点少，导致反应速度比均相催化剂慢，因此，如何提高催化剂的活性位点是本领域亟待解决的技术难题。非均相催化剂在低压下想保证催化速率就需要催化剂具有较多的催化活性
位点和较大的比表面积，但在非均相催化剂的制备过程中还存在活性位点数量与比表面积往往难以兼顾的问题。
[0005]因此，如何提供一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用，在保证非均相催化剂具有较大比表面积的同时，提高活性位点的数量是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用，以解决现公开的二氧化碳环加成非均相催化剂反应活性位点少，活性位点数量与比表面积难以兼顾，环加成反应速率慢的问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)将苯并咪唑与1,4
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二溴苄混合后同时进行付
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克烷基化和季铵化反应，得到第一中间体；
[0010]2)将步骤1)得到的第一中间体和N,N,N,N
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(4
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溴丁基)
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三乙基溴化铵混合后进行烷基化反应，得到第二中间体；
[0011]3)将步骤2)得到的第二中间体与氢溴酸混合后进行季铵化反应，得到多位点催化剂。
[0012]优选的，所述步骤1)中苯并咪唑与1,4
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二溴苄的摩尔比为1～3：1。
[0013]优选的，所述步骤1)中的反应温度为70～90℃，反应时间为18～26h。
[0014]优选的，所述步骤1)中的反应在溶剂中进行，所述溶剂为1,2
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二氯乙烷；所述步骤1)中反应的催化剂为氯化铁。
[0015]优选的，苯并咪唑与溶剂的摩尔体积比为1mol：8～12L，苯并咪唑与催化剂的摩尔比为1：3～6。
[0016]优选的，所述步骤2)中N,N,N,N
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(4
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溴丁基)
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三乙基溴化铵的添加量与步骤1)中苯并咪唑的摩尔比为0.2～0.5：1。
[0017]优选的，所述烷基化反应的温度为60～80℃，反应的时间为20～26h。
[0018]优选的，所述氢溴酸与第二中间体的质量比为1～3：1；所述步骤3)中反应的温度为75～85℃，反应的时间为22～26h。
[0019]本专利技术的另一目的是提供由一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂制备方法制备得到的多位点催化剂。
[0020]本专利技术的再一目的是提供一种多位点催化剂在二氧化碳与环氧氯丙烷环加成反应中的应用。
[0021]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术以苯并咪唑为单体、1,4
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二溴苄为交联剂，巧妙地利用其在发生交联反应的同时生成溴离子反应位点，并进一步通过带有第二种反应位点的N,N,N,N
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(4
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溴丁基)
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三乙基溴化铵进行烷基化反应以及与氢溴酸再次进行季铵化反应得到含有3种溴离子反应位点的超交联离子聚合物催化剂。该催化剂的溴离子反应位点≥2mol/g，同时本专利技术通过调节单体、交联剂、N,N,N,N
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(4
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溴丁基)
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三乙基溴化铵以及氢溴酸的比例，使得催化剂具
有超过500m2/g的比表面积，在低压条件下，具有较高的二氧化碳和环氧化物吸附量，使其与高的反应位点相互匹配，并发挥最大的协同效应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将苯并咪唑与1,4
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二溴苄混合后同时进行付
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克烷基化和季铵化反应，得到第一中间体；2)将步骤1)得到的第一中间体和N,N,N,N
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(4
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溴丁基)
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三乙基溴化铵混合后进行烷基化反应，得到第二中间体；3)将步骤2)得到的第二中间体与氢溴酸混合后进行季铵化反应，得到多位点催化剂。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中苯并咪唑与1,4
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二溴苄的摩尔比为1～3：1。3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的反应温度为70～90℃，反应时间为18～26h。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林金清，陈晓缘，廖旭，裴宝有，王泽宇，何娇，马瑞勋，高希琳，孔令政，黄东哈，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：