CO2合成醇酯类化学品和高分子材料研究进展

我国作为煤炭大国,燃烧化石燃料产生大量CO2.通过化学作用将CO2转化为能源燃料、基础化学品或高分子材料,有利于实现碳氧资源综合利用.从CO2直接利用和间接利用的角度出发,分别综述了CO2资源化利用研究进展.直接利用方面,重点阐述了CO2直接加氢合成甲醇和乙醇;同时CO2可作为羰化剂合成有机碳酸酯和高分子材料,包括碳酸二乙酯、聚碳酸酯和CO2基可降解聚合物.在间接利用方面,重点综述了 CO2经碳酸乙烯酯的酯交换反应合成碳酸二甲酯,以及碳酸乙烯酯加氢制备甲醇联产乙二醇的研究进展.CO2加氢直接合成甲醇催化剂主要包括铜基催化剂、贵金属催化剂,由于贵金属的成本高,廉价的Cu基催化剂研究较为广泛.CO2加氢直接合成乙醇研究较广泛的催化剂为贵金属(Rh、Pd、Ru)基催化剂体系,还需进一步研究廉价、高活性和高稳定性的催化剂.CO2与乙醇直接合成碳酸二乙酯(DEC)研究较多的催化剂为铈基多相催化剂,但由于生成物中水分的影响,限制了 DEC的收率.环氧化物和CO2耦合反应生成DEC过程中不产生水,可以有效克服热力学的限制,因此高能化合物与CO2的耦合路线是高效制备DEC的有效途径.CO2与环氧化物共聚制备聚碳酸酯材料多采用稀土三元催化剂体系,环氧化物的转化率和聚碳酸酯选择性较高,目前已经实现工业应用.CO2通过碳酸乙烯酯与甲醇酯交换合成DMC,多使用碱性较强的催化剂和含碱性基团的离子交换树脂.CO2经碳酸乙烯酯加氢制备甲醇和乙二醇的反应中,铜基催化剂展现出优异的催化性能.CO2化学转化利用是CO2碳氧资源综合利用的重要途径,将有效支撑我国未来碳中和目标实现.