固载化离子液体催化碳酸乙烯酯水解制备乙二醇.pdf

第 9卷第 5期 过 程 工 程 学 报 、，b1．9No，5 2009年 10月 TheChineseJournalofProcessEngineering 0et．2009 固载化离子液体催化碳酸乙烯酯水解制备乙二醇 王耀红 ， 成卫 国 ， 孙 剑 1,2 张香平 ， 张锁江 (1．中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190；2．中国科学院研究生院，北京 100049) 摘 要：采用溶胶一凝胶法制各了以SiO为载体的固载化离子液体催化剂，并将其首次用于催化碳酸乙烯酯(EC)水解 制各乙二醇(EG)的反应．结果表明，固载化碱性离子液体 S．[bpim][HCO3】对碳酸乙烯酯水解制EG反应具有 良好的催 化活性和EG选择性，克服了非均相催化剂活性不高与均相催化剂难以分离的不足．在催化剂浓度为0．0511g／mL、温 度 140℃、压力0．4MPa及ECH／2O=1：2(摩尔比)、反应时间3h的条件下，EC转化率达99．7％，EG选择性为 100％．该 催化剂在循环使用5次后，EC转化率无明显下降，EG的选择性始终接近 100％． 关键词：碳酸乙烯酯；水解；离子液体；固载；乙二醇 中图分类号：TQ223．1 文献标识码：A 文章编号：1009-606X(2009)05—0904—06 1 前 言 需求合成不同特性的离子液体，同时也容易实现离子液 体的固载化．Valkenberg等J【6】利用浸渍法实现离子液体 乙二醇(EthyleneGlycol，EG)是一种重要的有机化 的固载化并将其用于Friedel—Craft酰化反应，取得了很 工原料，广泛用于生产聚酯纤维、防冻剂、聚酯塑料、 好的催化效果，但该方法存在离子液体易流失等不足． 不饱和树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂及炸 为最大程度地减少离子液体的流失，提高催化效率和循 药等 1【]．目前，工业上合成 EG 的主要方法为环氧乙烷 环使用效果，Mehnert等 I【J通过硅胶与离子液体阳离子 (EthyleneOxide，EO)直接水合法，该方法存在工艺流程 键合作用合成了用于羰基化反应的固载化离子液体，用 长、水比高(EO／H20=20~22：1，摩尔比)、能耗高、选择 同样方法合成的固载化离子液体 已用于氧化 引、 性低(90％)等不足．已开发的新工艺有 EO 催化水和 Knoevenagel反应[]、Heck反应 。等一系列有机合成反 法、碳酸乙烯酯法、合成气合成法等[，其中碳酸乙烯 应中，取得了较好的催化效果；Xiao等2【1]采用溶胶一凝 酯法被认为是最具有工业化前景的生产工艺之一l3]，该 胶法实现离子液体的化学固载，该方法固载的离子液体 法主要是由cO2和EO在催化剂作用下反应生成碳酸乙 更加均一．但还没有固载化离子液体用于碳酸乙烯酯水 烯酯(EthyleneCarbonate，EC)，EC再于催化剂作用下经 解反应的报道 ． 水解制得EG，其核心是催化剂的研发．EC水解催化剂 从