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学兔兔学兔兔 第5期 陈红萍等：水和栽体对K2CO 催化甲醇与CO 合成碳酸二甲酯反应的影响 29 水和载体对K2CO3催化甲醇与 CO2合成碳酸二甲酯反应的影响 陈红萍，王艳彦，王 奔 (河北联合大学化学工程学院，河北 唐山 063009) 摘要：K’C0，催化剂在CO：与甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)反应中表现出较高的催化活性，但催化作用机理仍不够明 确．尤其是水在反应中的作用。实验考察了无脱水剂情况下向反应体系中加入少量水以及不同的载体对DMC合成反应的影 响。结果表明：少量水的存在可以增加催化活性，但并不改变生成DMC的反应平衡，水在其中起到溶解K2CO ，增加其在甲醇 中的溶解性的作用，从而增加其催化活性；载体对K2CO，催化剂活性有明显影响，以煤质柱状活性炭为载体的催化剂活性最 高．且负载后的催化剂反应条件更温和。 关键词：碳酸钾；甲醇；二氧化碳；碳酸二甲酯；催化合成 中图分类号：TQ225．52；0643 文献标识码：A 文章编号：1001．9219(2013)05．29．04 甲醇是煤化工的初级产品。其下游产品深加工 1 实验部分 对煤化工的发展有着重要作用，CO：则是引起温室 1．1 试剂和催化剂的制备 效应的主要污染物。碳酸二甲酯(DMC)是一种绿色 所采用的无水K CO，和CH。I均为分析纯，未经 化工产品，可用作溶剂、化工原料和油品添加剂等。 处理直接使用。所采用的载体分子筛使用前在 用途广泛，发展潜力大。传统的DMC合成方法有光 5000(2活化3h，活性炭使用前120~C活化3h，ZrO2为 气法、甲醇氧化羰基化法和酯交换法等，这些方法 购买分析纯产品，CeO：一ZrO (n(Ce)ln(zr)=1)参照文 有的环境不友好，有的投资大，成本高，工艺复杂。 献【5]方法制备，负载K2CO，催化剂采用等体积浸渍 CO：与甲醇直接合成DMC是一条具有原子经济性 法制备。 的绿色合成工艺路线，原料价廉易得，具有很多优 1-2 合成DMC的实验 点．因此吸引了不少研究人员进行研究开发。 将一定量的催化剂、脱水剂和甲醇放入高压反 CO 与甲醇直接合成DMC是一吉布斯自由能 应釜内。关闭反应釜，用CO 置换釜内空气。向反应 增加的反应，热力学上较难进行。因此催化剂和脱 釜内充入一定初压的CO 气体。加热至规定温度。 水耦合剂的研究成为本合成体系的研究焦点。有机 反应结束后，自然冷却至室温，排出气体，取出釜内 锡【 、K2CO3／CH3I【3】和ZrO2及其改性催化剂 是该反 反应液在GC．7900型气相色谱仪上进行定量分析。 应体系中研究较多且活性较高的催化剂。K coJ