[发明专利]一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于催化剂研发制备技术领域，具体公开了一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用。本发明先将苯并咪唑与1,4‑二溴苄同时进行付‑克烷基化和季铵化反应，然后将得到的第一中间体与N,N,N,N‑(4‑溴丁基)‑三乙基溴化铵进行烷基化反应，得到第二中间体；第二中间体与氢溴酸进行季铵化反应，得到多位点催化剂。本发明公开的多位点催化剂的溴离子反应位点超过2mol/g，同时比表面积超过500m²/g，本发明采用的制备原料便宜易得，在低压条件下催化环加成反应具有反应时间短、环状碳酸酯产率高、选择性高等优点。

技术领域

本发明涉及催化剂研发制备技术领域，尤其涉及一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

二氧化碳的过量排放，已造成温室效应等一系列严重的环境问题，因此二氧化碳的捕集、存贮和利用得到了广泛的重视和研究。目前，通过环加成反应将二氧化碳转化为环状碳酸酯是一种简单而有前途的方法，该反应不仅具有100％的原子利用率，而且所得到的环状碳酸酯是重要的工业溶剂和中间体。因此，二氧化碳与环氧化物环加成反应及催化剂得到了广泛的研究。

如中国发明专利ZL 200710065100.2，公开了一种负载有离子液体的聚合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL 201110200003.6，公开了一种1，2，4-三氮唑类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL201110200240.2，公开了一种负载型1，2，4-三氮唑类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL201110439252.0，公开了一种化学负载型多羟基季铵类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL201510442688.3，公开了负载型季鏻盐及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL 201610555285.4，公开了一种硫脲类离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL201611042364.1，公开了一种离子液体/苄醇双功能化的氧化硅催化材料及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL 201610065621.7，公开了一种含有五核镱簇分子结构单元的金属有机框架及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL 201611179021.X，公开了一种四甲基铵二锌-十钒氧簇单组份晶体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL 201910991605.4，公开了一种由咪唑类离子液体和锌的卤素盐合成的金属离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL201910530255.1，公开了一种具有二维结构的刚性交联纳米金阵列及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL201910149097.5，公开了一种双(N-(4-羧基)苯基)苝酰亚胺锌配合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL202010973143.6，公开了一种金属配位离子液体及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL202010973141.7，公开了一种离子液体交联聚合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利ZL202010639473.1，公开了一种含有氨基的负载型季铵盐及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利CN202111344010.3，公开了一种有机多孔聚合物及其催化制备环状碳酸酯的方法；中国发明专利CN202210189458.0，公开了一种Zn掺杂的SAPO-34分子筛及其催化制备环状碳酸酯的方法。

以上技术公开的催化剂包含均相催化剂和非均相催化剂，均相催化剂在实际应用时存在分离困难的问题，而非均相催化剂虽然不存在分离困难的问题，但是由于催化活性位点少，导致反应速度比均相催化剂慢，因此，如何提高催化剂的活性位点是本领域亟待解决的技术难题。非均相催化剂在低压下想保证催化速率就需要催化剂具有较多的催化活性位点和较大的比表面积，但在非均相催化剂的制备过程中还存在活性位点数量与比表面积往往难以兼顾的问题。

因此，如何提供一种二氧化碳环加成反应多位点催化剂及其制备方法与应用，在保证非均相催化剂具有较大比表面积的同时，提高活性位点的数量是本领域亟待解决的难题。

发明内容