论文部分内容阅读
碳酸二甲酯（DMC）作为20世纪发展最快的绿色化学产品之一，尤其是1992年碳酸二甲在欧洲通过了非毒性化学品的注册登记，近年来受到了广泛的关注。DMC广泛应用于农药、制药、染料、食品添加剂、精细化工产品、表面活性剂和抗氧化剂等方面。20世纪以来，国内外对DMC的合成进行了大量的研究，合成DMC的方法正朝着简单、无毒、无污染的方向发展，超临界CO2和甲醇直接合成DMC的方法也越来越受到了关注。而引起温室效应的主要气体二氧化碳（CO2）既是一种工业的排放物也可以作为一种潜在的碳源。因此，对CO2的资源化利用也在引起人们的关注。由CO2和甲醇直接合成DMC无论是从环境角度还是能源角度，都具有重要意义。论文共进行了四个方面的研究工作，研究结果如下：1)合成碳酸二甲酯检测条件的确定：直接合成法合成DMC，选择气相色谱-质谱对DMC进行检测，确定的最佳检测条件为：色谱柱：DB-5弱极性通用柱；进样口温度：温度为200℃；柱温：初始温度40℃，保持3min，后以25℃/min升至150℃，再保持3min；检测器：氢火焰检测器（FID）；检测器温度：200℃；分流比：1:100。质谱条件：离子源温度：200℃。连接口温度：200℃。溶剂切除时间：3min。全扫描：45-800m/z。气相色谱检测碳酸二甲酯的保留时间为3.43min。2)合成碳酸二甲酯的热力学分析：利用Benson基团贡献法计算出碳酸二甲酯的热力学数据△Hfθ、△Gθ和热容CP，通过对直接合成法的反应焓变△Hθ和反应的自由能变△rGθ的分析可知：升高温度，不利于碳酸二甲酯的合成，并且该反应在热力学上是不可行的。3)合成碳酸二甲酯催化剂的制备与筛选：采用共沉淀法制备了一系列铈锆氧化物固溶体，用于催化直接合成碳酸二甲酯，并结合其结构的表征，对催化剂的性能和结构关系进行了分析。结果表明：经微波辅助加热回流处理，900℃焙烧制得的铈锆比为2:3铈锆固溶体（（2）czo-3b）表现出的催化性能最好。4)合成碳酸二甲酯最佳工艺条件的选择：在超临界合成反应装置中，铈锆固溶体的催化作用下，超临界状态的二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯。试验确定了催化剂的最佳用量为催化剂和甲醇的比例（m/V）为1:50。碳酸二甲酯的最佳合成条件为：反应温度180℃；反应时间8h；反应压力8.5MPa。在此最佳条件下，碳酸二甲酯的产率为7.48%。