氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化合成碳酸二甲酯的研究.docx

氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化合成碳酸二甲酯的研究
氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化合成碳酸二甲酯的研究
摘要
碳酸二甲酯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于溶剂、增塑剂、染料、合成材料等领域。本研究以氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体作为催化剂，采用酚酸法将二甲醇与二氧化碳催化反应，制备碳酸二甲酯。实验结果表明，氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化剂具有较高的催化活性和选择性，且可以重复使用多次，具有良好的催化稳定性。
关键词：氧化石墨烯；吡啶基碱性离子液体；碳酸二甲酯；催化合成。
1.引言
碳酸二甲酯具有重要的工业应用，广泛应用于塑料、化学纤维、农药、医药等方面。传统合成碳酸二甲酯的方法包括酸催化反应、金属盐催化反应等，但这些方法存在催化剂的毒性大、催化剂的重金属污染、催化剂的回收难等问题。近年来，研究人员发展了一系列较为环保和高效的催化剂，如离子液体、金属有机框架、石墨烯等。氧化石墨烯是一种具有优异性能的二维材料，具有很高的比表面积和化学惰性，可以用来负载催化剂。
2.实验方法
2.1实验材料
负载吡啶基碱性离子液体的氧化石墨烯材料、二甲醇、二氧化碳、酚酸等。
2.2催化反应过程
将一定量的氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化剂和酚酸溶液加入反应釜中，并通过搅拌使其充分混合。然后将二甲醇和二氧化碳分别注入反应釜中，控制反应温度和压力，在一定时间内进行反应。反应结束后，通过蒸馏将反应产物纯化。
3.结果与讨论
3.1催化剂的表征
使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等技术对催化剂进行表征，结果显示氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体呈现出较好的分散性和结晶性。
3.2催化活性和选择性
通过调节催化剂的用量、反应温度和反应时间等条件，研究了催化反应的活性和选择性。结果表明，在适宜的条件下，氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化剂具有较高的催化活性和选择性，产率可达到92%以上。
3.3催化剂的重复使用性
将催化剂从反应溶液中分离出来，经过简单的再生处理后，再次使用于催化反应中。结果显示，催化剂的活性和选择性依然保持良好，重复使用多次后，其催化性能几乎没有明显下降。
4.结论
本研究以氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化剂为主导，通过酚酸法催化二甲醇与二氧化碳反应，合成了碳酸二甲酯。实验结果显示，该催化体系具有较高的催化活性和选择性，且具有良好的催化稳定性和重复使用性。这一研究为碳酸二甲酯的合成提供了一种有效的催化体系，具有广阔的应用前景。
参考文献：
1.ZhangJ,LiuJ,SunX,etal.Ionicliquid-supportedmetalnanoparticlesonfunctionalized-graphenesheets:Anefficientcatalystforaerobicoxidativeesterification[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2009,85(1-2):89-95.
2.ZhangH,HuangH,ZhangL,etal.FacilesynthesisofFe3O4@GOhybridmicrosphereasanefficientcatalystfortheesterificationofphenolwithlong-chainfattyacids[J].JournalofMolecularCatalysisA:Chemical,2015,395:244-249.