[发明专利]一种季铵盐离子液体聚合物催化剂在CO2环加成反应中应用

说明书

本发明公开了一种季铵盐离子液体聚合物催化剂在CO2环加成反应中应用，属于材料合成和应用领域。所述离子液体聚合物由含有乙烯基的氯甲基化合物、含有N元素的化合物及其他共聚单体聚合而成。所述离子液体聚合物催化剂具有优异的热稳定性与化学稳定性，适用于间歇性釜式反应，连续式固定床与滴流床反应等多种反应工艺。当其应用于催化滴流床CO2环加成反应时，可以得到目标产物的高收率。

技术领域

本发明属于多相催化领域，涉及一种新型季铵盐离子液体聚合物催化剂在CO2环加成反应中的应用。

背景技术

CO2是人类活动产生数量最多的废弃物，也是影响全球变暖的最重要的温室气体。同时，作为一种无毒性、可再生和廉价的碳源，利用CO2作为反应底物和反应溶剂合成精细化学品已成为减少CO2排放量的有效途径。目前，CO2的转化途径有CO2加氢，胺和醇的CO2羰基化，以及CO2环加成反应制环氧化合物等。

通过CO2环加成反应制取环状碳酸酯是CO2利用的有效途径之一。环状碳酸酯是一类重要的有机化工产品和性能优良的高沸点极性溶剂。目前CO2环加成反应的研究较为深入，有多种均相和多相催化剂。比如，碱金属盐类、金属氧化物、季铵盐、膦卤化物、金属卟啉化合物、过渡金属复合物及各种离子液体等。简单的季铵盐(如烷基铵)或膦卤化物是催化该反应的非常高效的催化剂。同时考虑到多相催化剂的优点，将季铵盐固载在硅胶、MCM-41、以及聚合物载体上，也是合成环碳酸酯的有效催化剂。

离子液体聚合物因结合了离子液体低挥发性、优异的热稳定性及不可燃等特性和聚合物特有的孔道结构和大的比表面积等优点，成为催化CO2环加成反应催化剂的研究热点。然而目前离子液体聚合物合成工艺复杂，且离子液体聚合物的稳定性也有待提高，所以离子液体聚合物在催化上的应用面临巨大挑战。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷和改进需求，本发明提供了一种用于CO2环加成反应的新型季铵盐离子液体聚合物催化剂，其目的在于首先使用便捷的方法合成离子液体聚合物催化剂，提高其在环加成反应中的催化活性和稳定性。

实现本发明的技术方案是：季铵盐离子液体已经被证明在二氧化碳环加成反应中具有很高的催化活性。所合成的离子液体聚合物催化剂是通过乙烯基化的季铵盐的自聚，或与苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基吡啶、乙烯基萘等单体的共聚。