MCM-41嫁接离子液体催化CO2环加成反应

王 颖，贺润发，李 钢

大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室，辽宁 大连 116024

CO2是化石燃料燃烧的主要副产物，同时也是一种温室气体。2019年，大气中的CO2浓度已经从工业时代初期的277 mg/kg上升至410 mg/kg左右[1]，CO2的大量排放产生了一系列环境问题，比如全球变暖和物种灭绝等。然而，CO2也是一种丰富、无毒、可循环利用的C1资源，可以利用其合成高附加值的化学品，其中以CO2与环氧化物为原料合成环状碳酸酯的反应工艺引起了研究者们的注意，反应式如下：

该反应满足了绿色化学和原子经济的要求。环状碳酸酯可以用作有机合成的中间体和极性非质子溶剂等[2]，用途非常广泛。由于CO2存在热力学稳定和动力学惰性的问题，需要在该反应体系中加入高效的催化剂[3-7]。离子液体是一种独特的由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的盐。按照阳离子组成可以将离子液体分为咪唑型离子液体、吡啶型离子液体、吡咯型离子液体、季铵盐型离子液体和季鏻盐型离子液体。咪唑型离子液体的碱性活性中心咪唑基团能够吸附和活化CO2，用于催化CO2与环氧化物环加成反应时具有较高的催化活性[8]。但是，由于其是液体催化剂，难以从反应体系分离和重复使用，所以咪唑型离子液体常被负载到载体上制备成负载型离子液体催化剂。介孔分子筛MCM-41表面存在大量的硅羟基可以被表面修饰锚定离子液体，而且MCM-41的介孔结构有利于催化反应中的传质，因此咪唑型离子液体/MCM-41有望成为一种高效的CO2环加成反应催化剂。……