乙醇和CO_2直接合成碳酸二乙酯的原位红外研究  

In-situ Infrared Study on Direct Synthesis of Diethyl Carbonate from Ethanol and CO_2

作　　者：曹新原[1] 王玮[1] 马新宾[1] 

机构地区：[1]天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室,天津300072

出　　处：《化学工业与工程》2009年第1期44-49,共6页Chemical Industry and Engineering

基　　金：教育部"新世纪优秀人才支持计划"项目(NCET-04-0242)

摘　　要：采用原位红外对乙醇和二氧化碳在氧化锆催化条件下合成碳酸二乙酯(DEC)的反应机理进行了研究。乙醇羟基上的氧原子与氧化锆表面的Zr4+相互作用,与氧化锆表面吸附的羟基反应形成两种乙氧基(单配位体和多配位体乙氧基)和水,二氧化碳主要与单配位体乙氧基发生插入反应形成乙基碳酸锆;二氧化碳在氧化锆表面单独吸附时形成碳酸氢盐和碳酸盐,乙醇与表面吸附的碳酸氢盐和碳酸盐均可反应形成中间物种乙基碳酸锆,但与游离态的二氧化碳相比反应较慢,乙醇与二氧化碳反应主要以游离态的CO2插入反应方式进行。最后乙基碳酸锆与乙醇在氧化锆表面反应形成羟基和碳酸二乙酯。In-situ infrared spectroscopy has been used to investigate the mechanism of diethyl carbonate （DEC） synthesis from ethanol and carbon dioxide. The atom O of ethanol coordinates with unsaturated Zr4＋ cations presenting at the catalyst surface to form two kinds of ethoxide （monodentate and bidentate） and simultaneously proton is released, which reacts with hydroxyl group on the ZrO2 surface to produce water. Dissociative carbon dioxide inserts into the Zr--O to form ethyl carbonate group （Zr--OC（O））CH2CH3） as a mediate species, carbon dioxide adsorbs on the ZrO2 catalyst as carbonate and bicarbonate species, both of which can react with ethanol to form Zr-OC（O））CH2CH3 . Compared with reaction of dissociative carbon dioxide, this process is slower. DEC is formed by reaction of the ethyl carbonate species with ethanol on the surface of ZrO2.

关 键 词：原位红外光谱 碳酸二乙酯 氧化锆 直接合成 

分 类 号：TQ225.52[化学工程—有机化工] O613.71[理学—无机化学]