负载型cucl,2-pdcl,2-kclac催化剂乙醇气相氧化羰基化合成碳酸二乙酯

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1、天津大学硕士学位论文负载型CuCl<,2>-PdCl<,2>-KCl/AC催化剂乙醇气相氧化羰基化合成碳酸二乙酯姓名：张婧申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：马新宾20050101摘要碳酸二乙酯(简称DEC)是碳酸酯中重要的“绿色化学品”之一，可以替代剧毒的光气和硫酸二乙酯作为重要化工中间体，广泛应用于各种有机合成。特别是近年来发现DEC可以作为汽油、柴油的含氧添加剂，是传统的MTBE具有竞争力的替代品之一。乙醇气相直接氧化羰基合成DEC以CO，02和乙醇为原料，原子经济性高，原料易得，副产无害，是一条最具发展潜力的非光气法绿色合成工艺路线。以负载型CuCl2．PdCl

2、2．KCl／AC催化剂体系为基础，对比了碱溶液直接预处理载体和后处理催化剂的不同处理顺序的影响。预处理载体的方式可以有效提升催化剂活性，在保持90％选择性的基础上，乙醇转化率从1s．8％提高到30％以上；时空收率从194．3增加到440(g-DEC／(1．eath))左右。碱处理存在最佳Cu／OH摩尔比值1。FT-IR、XPS及XRD谱图表明，预处理引起活性炭表面的含氧基团变化，可能具有催化剂成核中心的作用，其中碳氧单键含氧基团起主要作用。催化剂制各的最佳铜负载量为9．0wt％；以甲醇为溶剂制各催化剂的效果较好，可以使PdCl2以较小的粒子分散，促进DEC的生成；氨水溶剂抑制

3、了副反应，同时延长催化剂寿命。进行不同氯化物助剂筛选时，KCl表现出较佳的助催化作用，且最佳的KCI添加量在K含量8．5wt％左右。碱金属K比Na更容易出现Schottky缺陷，且使由过渡金属Cu”和pd2+失去电子形成的d空轨道共同组成的空穴带捕获反应物电子的能力得到增强。XRD衍射、XPS光电子能谱和SEM分析结果表明，加入KCt助剂促进活性组分碱式氯化铜a—Cu：CI(OH)3和PdO的生成，并以适宜晶粒大小分散在载体上。探讨了CO作为PdO的羰基配位体，在Sehottky缺陷和空穴带的共同作用下的反应机理，以及催化剂中Cu．Pd间氧化还原的循环过程。关键词：碳酸--7

4、,酯，氧化羰基化，碱式氯化铜，氯化钾，预处理ABSTRACTDiethylcarbonate(DEC)isoneoftheimportantcarbonateestersandofferswidelyprospectsofintermediateinorganicsynthesisasa“environmentallybenignchemistry”substituteoftoxicphosgene．OnepromisingusageofDECisfoundtobegasolineanddieselfueladditiveasmethyltert-butyl(MTBE、rep

5、lacementforitscompetitivechemicalproperties．ThesynthesisofDECbyvaporphasedirectoxidativecarbonylationofethanolwasevaluatedas“greentechnology”routewithmildcondition，unharmfulbyproductandhighatomiceconomy．ItwascarriedoutbasedonthesystemoftheCuCl2一PdCl2一KCl／ACloadedcatalystinthispaper．Theinflu

6、enceofvariouspre—treatmentsforactivatedcarbonsupportsOilthecatalyticperformancewasmainlystudied．Itincreasedfroma15．8％conversionofethanolandSTYvalueoftargetDECof194．3(g—DEC／(1一cath))toabout30％and440(g·DEC／(1一cath))．ThebestmolarratioofCu／OHwas1．FromFTIR，XPSandXRDanalysis，theactivephaseWaSfoun

7、dtobeimprovedbysupportpre-treatmentsfortheincreasedsurfaceoxygen—containinggroups，especiallyC—Obond．TheoptimalloadingsofCuandKcontentswere9wt％and8．5wt％，respectively．Theinfluenceofsolventwasalsoinvestigated．MethanolsolventmadePdCl2smallerfordispersionwhil