基于离子液体的绿色催化过程.pdf

中国科学: 化学 2014 年 第44 卷 第1 期: 100 ~ 113 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 评 述 基于离子液体的绿色催化过程 孙剑, 王金泉, 王蕾, 张锁江* 中国科学院过程工程研究所, 北京 100190 *通讯作者, E-mail: sjzhang@ 收稿日期: 2013-08-23; 接受日期: 2013-09-09; 网络版发表日期: 2013-12-10 doi: 10.1360/032013-275 摘要 离子液体为构建绿色催化反应过程提供了新途径. 本文简要评述了离子液体在几 关键词 个代表性催化反应中的研究进展, 如CO 羰基化、烷基化、酯交换、氧化、CO 加氢、共聚 离子液体 2 2 绿色催化 以及PET 降解等; 分析讨论了离子液体的特点和优势, 如提高反应活性、降低废物排放以及 反应过程 简化分离等, 并对离子液体催化反应的未来发展方向进行了展望. 1 引言 旨在改善传统催化过程中环境污染、原子经济性低、 反应条件苛刻及能耗高等问题. 进入 21 世纪后, 世 20 世纪化学工业为人类积累巨大财富的同时, 界范围内掀起了离子液体研究的热潮, 相关研究成 也带来了资源浪费、环境污染及温室效应等严重问题. 果接连发表在Nature , Science, Chemical Reviews 和 化学工业在 21 世纪的重要发展方向之一是开发从源 Chemical Engineering News 等国际著名期刊, 论文 头根治环境污染的绿色化学技术[1]. 事实证明, 化学 年增长速度迅猛. 离子液体为革新传统工艺和创建 工业的每次重大历史变革均与新型介质/材料的出现 全新的清洁工艺提供了新的机遇[10]. 我国的离子液 密切相关, 新催化材料是创造发明新催化剂和新工 体基础和应用研究也十分活跃, 发表的一系列相关 [2] 艺的源泉 . 20 世纪70 年代, 我国石油化工催化技术 综述文章[9, 11~18]表明, 我国已迅速成为国际离子液体 落后, 作为核心的炼油催化剂主要依赖进口, 极大地 研究领域的一支重要力量. 离子液体的研究及其应 限制了石油化工行业及国民经济的快速发展, 开发 用探索走过了类似分子筛的发展历程, 从初期的自 性能优异且具有自主特色的石油炼制工艺和石油化 由探索逐步转向定向设计和工业应用, 正以强大的 工催化剂迫在眉睫. 在此背景下, 1978 年, 闵恩泽先 生命力孕育着绿色化学化工技术领域新的机遇和变 生领导了催化裂化催化剂的技术攻关, 于 1982 年自 革. 本文简要评述了近几年来离子液体为介质的绿 主研发出国际领先的含 ZRP 择形分子筛的裂化催化 色催化过程的进展, 分析了离子液体在实现绿色催 剂, 同时实现了汽油辛烷值的提高和丙烯的增产, 奠 化方面的作用和贡献, 探讨了存在的主要问题, 并对 定了中国石油炼制催化剂制造技术基础