被誉为有机合成“新基石”的碳酸二甲酯(DMC)是一种用途广泛的新型绿色化学品,既可用作绿色羰基化和甲基化试剂,还可作为涂料与医药等行业的高效、无毒溶媒。在其众多合成方法中,甲醇气相氧化羰基化工艺原料廉价易得,反应绿色且原子经济性好,是当前极具工业前景的合成路线。而Cu基催化剂作为该反应主要催化剂,为实现铜高分散,提高铜有效利用率,常将铜物种负载于优良载体上,而Y分子筛水热稳定性好、比表面积大,且具有序微孔结构及优异离子交换性能,可实现Cu物种高分散负载,显著提升甲醇氧化羰基化催化性能,深受该领域相关研究者的关注。CuY催化剂的甲醇氧化羰基化性能受Y分子筛性质影响显著。Y分子筛粒径大小决定其表面孔口数量和体相扩散孔道长度,不仅在催化剂制备过程中影响Cu物种在载体上的落位,还能在反应过程中影响反应分子扩散难易,最终引起催化性能差异。而Y分子筛阳离子位是实现与Cu2+离子交换的前提,Cu2+通常借助与Y分子筛上的H+和Na+进行交换,实现分子筛表面的高分散落位。而阳离子位不同离子(H+或Na+)存在量的多少会影响Y分子筛的表面酸性,可引起Y分子筛表面铜的交换程度和催化剂酸性差异,进而改变反应目标产物的收率和选择性。由上可见,Y分子筛粒径大小及表面酸性对CuY催化甲醇氧化羰基化反应活性影响很大。为了获得高性能CuY催化剂,本论文从Y分子筛粒径和表面酸性调控出发,首先在无导向剂法合成Y分子筛过程中,通过调控关键合成工艺制备出系列不同粒径的Y分子筛,系统探讨了载体粒径对CuY催化剂微观结构和催化甲醇氧化羰基化反应的影响;然后通过改变载体阳离子(H+)含量获得不同酸量Y分子筛,以之为载体制备系列CuY催化剂,考察了Y分子筛表面酸性对CuY催化甲醇氧化羰基化反应的影响。结合表征分析,得出以下主要结论:(1)采用无导向剂添加表面活性剂的方法合成小粒径NaY分子筛,通过对工艺条件考察发现:成胶温度低至0℃,体系水硅比低至n(H2O):n(SiO2)=X=12时,均利于合成小粒径Y分子筛,且最小可达0.3μm,且表面活性剂吐温20的添加还可明显缩短陈化时间。(2)对比不同粒径Y分子筛制备的CuY催化剂发现,载体粒径由3.0μm减小为0.3μm时,Cu2+交换量增加且高分散存在,更多短而规整的孔道与外界相通,扩散阻力减小,利于反应物与催化剂活性中心充分接触,使得甲醇转化率由1.32%增加到5.60%。而Y分子筛粒径减小,催化剂表面上可接触酸性位点增加,导致DMC选择性降低。但粒径为0.3μm的Y分子筛制备的Cu Y催化剂仍体现出较高DMC时空收率,达165.38 mg·g-1·h-1。(3)对比不同阳离子(H+)含量的Y分子筛为载体制备的CuY催化剂,发现载体H+含量增加到64%时,Cu物种落位于分子筛笼结构中最多,且高度分散,而笼内未交Na+还可进一步促进铜物种更多落位于载体超笼结构中,形成Cu+活性中心,促进Cu Y催化剂DMC时空收率增加。而催化剂中强酸酸量及总酸量均随落位于笼结构中Cu物种的增加而增加,使得DMC选择性明显降低。对比等体积浸渍法制备的92.3%的高DMC选择性CuY催化剂,以表面酸性低的NaY分子筛为载体,过量浸渍法制备的CuY催化剂DMC选择性也可高达82.4%,且DMC时空收率可达109.1mg?g-1?h-1。