[发明专利]环氧乙烷和二氧化碳制备碳酸乙烯酯的催化剂及其方法

说明书

本发明涉及一种环氧乙烷和二氧化碳制备碳酸乙烯酯的催化剂及其方法，主要解决现有技术存在非均相催化剂活性低的问题。本发明通过采用所述催化剂包括主催化剂和助催化剂；所述主催化剂为金属混合氧化物A_aO_b/B_cO_d；其中，A选自Cu、Mg、Zn、Ca、Co或Ni中的至少一种；B选自Al、Fe、Cr或Zr中的至少一种；所述助催化剂为季鏻盐R₁R₂R₃R₄P⁺X^‑；助催化剂与主催化剂的重量比为0.1～10的技术方案较好地解决了该问题，可用于碳酸乙烯酯的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种环氧乙烷和二氧化碳制备碳酸乙烯酯的催化剂及其方法。

背景技术

碳酸乙烯酯是一种性能优良的溶剂和精细化工中间体，是有机化工潜在的基础原料。同时CO₂是一种温室气体，如何有效的固定已经成为本世纪最具挑战性的课题之一，而通过环氧乙烷和CO₂反应合成碳酸乙烯酯就是其中一种很好的固定方法。随着最近以碳酸乙烯酯为原料联产碳酸二甲酯和乙二醇反应日益受到关注，通过环状碳酸酯固定CO₂的途径也受到了越来越多的重视。

目前已报道的生产环状碳酸酯的多相催化剂包括MgO、MgO/Al₂O₃和Cs/KX等，这些催化剂均存在着催化活性低的问题。

Yano等(Chem.Commu.,1997,1129-1130)使用MgO作为催化剂，用于环氧丙烷与CO₂反应生成碳酸丙烯酯的反应，135℃反应12小时，得到碳酸丙烯酯的得率为41％。

Yamaguchi等(J.Am.Chem.Soc.,1999,121,4526-4527)使用MgO/Al₂O₃作为催化剂，用于环氧丙烷与CO₂反应生成碳酸丙烯酯的反应，100℃反应24小时，得到碳酸丙烯酯的得率为88％，但催化剂和底物环氧丙烷的质量比高达2.2。

Tu等(J.Catal.,2001,199,85-91)使用Cs/KX作为催化剂，用于环氧乙烷与CO₂反应生成碳酸乙烯酯的反应，150℃反应3小时后，得到碳酸乙烯酯的收率为14％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术存在非均相催化剂活性低的问题，提供一种新的环氧乙烷和二氧化碳制备碳酸乙烯酯的催化剂。该催化剂具有催化活性高的特点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种新的环氧乙烷和二氧化碳制备碳酸乙烯酯的方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种环氧乙烷和二氧化碳制备碳酸乙烯酯的催化剂，包括主催化剂和助催化剂；

所述主催化剂为金属混合氧化物A_aO_b/B_cO_d；其中，A选自Cu、Mg、Zn、Ca、Co或Ni中的至少一种；B选自Al、Fe、Cr或Zr中的至少一种；a、b、c、d分别为1～4中的任一整数；以重量份数计，金属混合氧化物中，A_aO_b的份数为10～80份，B_cO_d的份数20～90份；