【摘 要】
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碳酸甲乙酯是一种环境友好型不对称碳酸酯,因其结构兼具甲基、乙基、羰基、甲氧基、乙氧基等基团,化学性质十分活泼,常被用作有机合成的中间体。此外,因其具有粘度小、介电常数大、锂盐溶解度大等性质,是一种理想的锂电池电解液,具有广阔的应用前景。传统的光气法合成碳酸甲乙酯由于原料剧毒、副产物腐蚀性强而被淘汰;氧化羰化法不仅生产条件严苛且目标产物选择性较低,因此尚未实现工业化。酯交换法是目前合成碳酸甲乙酯的主
【基金项目】
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天津自然科学基金（No.15JCYBJC21000）； 河北省高校科技研究项目（No.QN2016152）；
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碳酸甲乙酯是一种环境友好型不对称碳酸酯,因其结构兼具甲基、乙基、羰基、甲氧基、乙氧基等基团,化学性质十分活泼,常被用作有机合成的中间体。此外,因其具有粘度小、介电常数大、锂盐溶解度大等性质,是一种理想的锂电池电解液,具有广阔的应用前景。传统的光气法合成碳酸甲乙酯由于原料剧毒、副产物腐蚀性强而被淘汰;氧化羰化法不仅生产条件严苛且目标产物选择性较低,因此尚未实现工业化。酯交换法是目前合成碳酸甲乙酯的主要方法,本论文对多孔型固体碱、多孔型酸碱双功能固体催化材料进行研究,并考察了其在碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换法合成碳酸甲乙酯反应中的催化性能。（1）以不同有机物为碳源于惰性气氛中热解原位形成积碳硬模板,同时镁盐前驱体热分解形成的Mg O附着在积碳模板上,后期焙烧去除积碳硬模板得到多孔型Mg O材料。采用XRD、TG、N2吸附-脱附、FT-IR、SEM、CO2-TPD等技术对所制备样品进行表征,并考察了其催化酯交换反应性能。对一系列工艺参数考察结果表明,以46%的葡萄糖和9%的PEG20000为复合有机碳源,采用两步焙烧法,经500℃焙烧制得的多孔型Mg O样品M-46G-9P-500对酯交换反应的催化活性最高。这归因于以下两方面:该样品含有较多起主要催化作用的中强碱性位的活性中心;较大的比表面积和孔径有利于原料及产物在其孔道结构内的扩散。所制备的催化剂具有良好的稳定性,重复使用3次催化活性无明显降低。（2）采用水热法分别以Mg、Al骨架杂化和Mg、Al与Zn骨架杂化介孔MCM-41分子筛材料,成功制备出酸碱双功能介孔材料MA-MCM-41与MZA-MCM-41,并考察其对碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换反应的催化性能。表征结果表明,金属杂原子成功掺入介孔氧化硅的骨架,骨架掺杂金属的介孔材料MA-MCM-41与MZA-MCM-41具有较好的六方介孔结构,杂原子进入MCM-41分子筛骨架形成Si-O-Mg、Si-O-Al与Si-O-Zn键。此外,催化反应结果显示,三元杂化样品MZA-MCM-41比二元杂化样品MA-MCM-41具有更高的催化活性;而且三组分配比也对其催化性能具有较大影响,其中Mg/Zn/Al=0.4/1.6/1样品的活性最高,且稳定性很好,重复使用3次催化活性无明显下降。
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