二氧化碳的捕捉及绿色化学应用.docx

CO2的捕捉及绿色化学应用

摘要

为了应对日益严重的温室效应，人们把目光转向如何将CO2应用到有机合成领域，进行化学上的“固碳”。本文探究了一种将CO2作为C1原料的合成路线，并尝试了一种固碳再释放的新思路。该实验采用尿素，甘油与CO2共同制备碳酸甘油酯，再用氢气使固定的碳以CO形式进行释放。利用气相色谱对每步反应的目标产物进行产率测定。结果表明：（1）Zn在其化合物中表现出的Lewis酸性，将会影响实验产率，且Lewis酸性越强，产率越高。（2）在氢气均处过量条件下，氢气气压越大，还原选择性越高。

关键词：CO2；碳酸甘油酯；逆水煤气转化；固碳-还原过程；Lewis酸碱性；

Abstract

Todealwiththeincreasinglyseriousgreenhouseeffect,peopleturntheirattentiontohowtoapplyCO2intotheorganicsynthesisarea,toachievethegoalfor“CarbonCapture”inchemicalways.ThispaperexploresasynthesisroutethattreatCO2asC1resourceandtryanewideaabout“CarbonCaptureandRelease”.Theexperimentstakeadvantageofurea,glycerolandCO2tosynthesisglycerolcarbonate,andreleasethecapturedcarbonintheformofCO.Thegaschromatographyisusedtojudgetheyieldoftargetproductfromeachstep.Theresultssuggestthat(1)Thezinc’scharacteristicaboutLewisacidic,shownindifferentchemicals,candeterminetheyieldoftheglycerolcarbonate.(2)Whenthehydrogengasisexcessforthereaction,theselectivityofthereactionincreasesasthereactiongaspressurebecomeshigher.

Keywords:Carbondioxide;Glycerolcarbonate;CarbonCapture;Lewisacid；

目录

摘要 i

目录 iii

第一章TOC\o1-3\h\z\u前言 1

第二章选题背景 2

（一）选取课题来源 2

（二）选取课题背景 2

（三）研究目的和意义 2

（四）国内外研究方向及未来挑战 3

1.国内研究方向 3

2.国外研究方向 4

3未来挑战 4

第三章实验部分 6

（一）实验设计思路 6

（二）实验药品及器材 6

（三）实验方法 6

（四）实验内容 7

1.CO2参与ZnO催化的碳酸甘油酯的合成 7

2.CO2参与ZnSO4·H2O催化的碳酸甘油酯的合成 7

3.粗碳酸甘油酯的纯化处理 7

4.H2还原碳酸甘油酯 8

（五）实验检测手段 8

1.气相色谱分析液体样品 8

2.气相色谱分析气体样品 9

第四章结果分析 10

（一）不同温度下ZnO催化的实验结果分析 10

（二）不同温度下ZnSO4·H2O催化的实验结果分析 10

（三）粗碳酸甘油酯纯化处理结果分析 12

（四）不同气压下碳酸甘油酯分解的实验结果分析 12

第五章实验结论及总结 17

参考文献 18

致谢 20

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第一章前言

在全球经济不断飞跃式发展的情况下，人类对能源，尤其是作为工业命脉的化石能源，需求量日益增长。而随着大量含碳能源的燃烧，排放的大量烟气将对大气造成巨大破坏，其所引发的环境治理问题也日益严重。

以化石燃料燃烧后产生的主要气体——CO2为例，据《中国低碳金融发展报告2014》显示，2013年，中国的碳排放量全球占比高达26%，位跃世界第一。因为中国的经济形势是以一种高耗能高污染为特征的经济发展