二氧化碳與環(huán)氧化合物的催化反應(yīng)及其動力學研究.pdf

1、近些年來，二氧化碳是最廉價的碳資源。二氧化碳化學越來越受到人們的關(guān)注，將二氧化碳氣體轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品，不僅能帶來經(jīng)濟效益，還能將溫室氣體二氧化碳變廢為寶。目前，人們已經(jīng)開發(fā)出很多二氧化碳化學固定的方法。其中，通過環(huán)氧化合物與二氧化碳偶聯(lián)合成聚碳酸酯和環(huán)碳酸酯是最為成功的策略之一。聚碳酸酯和環(huán)碳酸酯均具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。環(huán)碳酸酯可以用作極性非質(zhì)子溶劑、鋰離子電池電解液、有機合成中間體和聚合物單體等。另一方面，聚碳酸酯已經(jīng)是最常用的工程塑

2、料之一，可以做包裝材料以及塑料制品等。
　　本文以二氧化碳和環(huán)氧化合物的催化反應(yīng)為主要研究內(nèi)容，包括以下六章：
　　第一章：系統(tǒng)綜述了聚碳酸酯和環(huán)碳酸酯的合成方法和應(yīng)用，詳細介紹了二氧化碳和環(huán)氧化合物催化反應(yīng)的現(xiàn)狀和研究進展。
　　第二章：設(shè)計合成了一系列季銨鹽和季鏻鹽修飾的希夫堿鈷配合物催化劑。
　　第三章：將希夫堿鈷配合物雙功能催化劑成功地應(yīng)用于二氧化碳和環(huán)氧丙烷的共聚反應(yīng)。其中軸向離子、抗衡離子以及季鎓鹽基

3、團的性質(zhì)都會對聚碳酸酯選擇性和聚合度產(chǎn)生顯著影響。通過二氧化碳和環(huán)氧丙烷的宏觀動力學研究，提出了生成聚碳酸酯和環(huán)碳酸酯是一個競爭的反應(yīng)機理，在一級反應(yīng)中得到了各自反應(yīng)的表觀活化能。
　　第四章：通過研究催化劑濃度對反應(yīng)速率的影響，得到了二氧化碳和環(huán)氧丙烷發(fā)生催化交替共聚反應(yīng)是催化劑濃度的二級反應(yīng)。這一結(jié)果印證了我們提出的反應(yīng)機理：聚碳酸酯在生成過程中經(jīng)歷了一個能量比較低的雙金屬過渡態(tài)。
　　第五章：為了優(yōu)化聚合物的性質(zhì)，設(shè)計

4、合成了一種新穎的生物可降解交聯(lián)聚碳酸酯：通過二氧化碳與環(huán)氧丙烷、二甲基叔丁基硅基（TBS）保護的縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚的四組分聚合得到初級聚合物，脫去保護基后與丙交酯反應(yīng)得到梳形聚合物，然后在過氧化二苯甲酰（BPO）引發(fā)下對其進行二次交聯(lián)得到目標聚合物。對得到的功能聚合物的物理和機械性能進行了初步測試。
　　第六章：開發(fā)了鈀碳與路易斯堿協(xié)同催化二氧化碳和環(huán)氧化合物環(huán)加成反應(yīng)，系統(tǒng)考察了不同共催化劑、二氧化碳壓力、反應(yīng)溫度和反