ZnO-TiO2复合催化剂上尿素与甲醇合成碳酸二甲酯.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2010年第3期文章编号：1002—1124(2010)03—0024—04辩珊骞ZnO-TiO2复合催化剂上尿素与拜发甲醇合成碳酸二甲酯郭效军，王爱平，魏彩虹，张力，严军(西北师范大学化学化工学院。甘肃兰州730070)摘要：考察了摩尔比不同、煅烧温度不同的ZnO-TiO：复合催化剂对尿素醇解合成碳酸二甲酯的催化活性。讨论了催化剂用量、反应时间、反应温度和原料配比等因素对合成碳酸二甲酯(DMC)收率的影响。实验结果表明ZnO—TiO。复合催化剂上最佳反应条件为：催化剂用量为反应体

2、系总质量的1％，反应时间为4h，反应温度为160~C，甲醇和尿素的摩尔比为l4。碳酸二甲I~(DMC)的最高收率为19．2％。关键词：ZnO—TiO复合催化剂；尿素醇解；碳酸二甲酯；催化活性中图分类号：TQ225．24文献标识码：ASynthesisofdimethylcarbonatefromureaandmethanoloverZnO-TiO2compositecatalystGUOXiao-jun，WANGAi-ping，WEICai—hong，ZHANGLi，YANJun(CollegeofChemistryand

3、ChemicalEngineering，NoahwestNormalUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract：ThecatalyticactivitiesofaseriesofZnO-TiO2compositecatalystsforalcoholysisofureahavebeenstudiedindiferentmolarratioanddifferentcalciningtemperature．Theefectsofvariousoperationcondi——tions，suc

4、hasamountofZnO—TiO2，reactiontime，reactiontemperatureandthemolarratioofthereactantswereinvestigatedinthetermsofDMCyield．Theexperimentalresu]tsindicatedthattheoptimalreactionconditionswereamountofZnO—Ti02ofl％，reactiontimeof4h，reactiontemperatureof160~C，andthemolarra

5、tioofmethanol／ureaof14．respectively．TheDMCyieldof19．2％wasobtainedintheoptimalreactionconditions．Keywords：ZnO—TiO2compositecatalyst；alcoholysisofurea；dimethylcarbonate；catalyticactivities作为一种有机合成中间体，碳酸二甲酯分子中合物或金属及金属氧化物。前者虽活性相对较高，含有甲基、甲氧基及羰基而使其具有多种反应活但毒性大、易失活且产物精制和催

6、化剂回收利用困性，近年来已在农药、医药、高分子合成、燃料添加难，因此，金属及金属氧化物是更有潜力的催化剂。剂及溶剂中得到广泛使用，由于在使用过程中对环大量研究已表明，ZnO是对该反应体系催化活性较境几乎无污染，在强调绿色化学的今天越来越受到好的催化剂之一『31。目前，对该种催化剂的研究主要人们的重视。集中在以下两方面：考察不同制备方法所得ZnO催目前，国内外合成碳酸二甲酯的方法有多种，如化剂的活性(；考察以ZnO为催化主体的二元或多光气法、甲醇氧化羰基化法、CO直接氧化法、酯交元复合催化剂的活性【6】。然而在上述研究的实验

7、过换法、尿素醇解法等。上述方法中，由于尿素醇解法程中，均需通过开启调节阀排出体系产生的NH。以具有原料价廉易得、工艺简单、操作条件温和且产保证产物有较高收率，操作过程繁琐。另外，尿素醇物后续分离简单等特点，已成为近期研究的热点。解制备碳酸二甲酯的反应过程中，随着碳酸二甲酯但该路线是热力学上不利的反应，必须采取一些物(DMC)浓度的增加，会发生如下的降低收率的副反理或化学的方法，促使反应向生成物方向移动以提应：高收率【】2]。现已进行的研究均采用在反应体系中添CH30COOCH3+NH2CONH2CH3NHCONH2+CH3

8、OH+CO2加催化剂并在反应过程中不断排除NH，从而达到CH30C00CH3+NH2COOCH3~CHcNHCOOCH3+CH3OH+C02提高收率的目的，所选用的催化剂主要为有机锡化针对上述不足，本实验采用沉淀法制备了一系列不同摩尔比、不同煅烧温度的ZnO—TiO复合催化剂，考察了所制备的ZnO—Ti