CO2合成醇酯类化学品和高分子材料研究进展

作者

白煜梁杰王利国曹妍贺鹏李会泉
单位

中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程中科院重点实验室中国科学院大学化工学院大连洁净能源创新研究院
摘要

我国作为煤炭大国，燃烧化石燃料产生大量CO2。通过化学作用将CO2转化为能源燃料、基础化学品或高分子材料，有利于实现碳氧资源综合利用。本文从CO2直接利用和间接利用的角度出发，分别综述了CO2的资源化利用研究进展。直接利用方面，重点阐述了CO2直接加氢合成甲醇和乙醇；同时，CO2可作为羰基化剂合成有机碳酸酯和高分子材料，包括碳酸二乙酯、聚碳酸酯和CO2基可降解聚合物。在间接利用方面，重点阐述了CO2经过碳酸乙烯酯的酯交换反应合成碳酸二甲酯，以及碳酸乙烯酯加氢制备甲醇联产乙二醇的研究进展。CO2加氢直接合成甲醇催化剂主要包括铜基催化剂、贵金属催化剂，由于贵金属的成本高，因此Cu基催化剂研究较为广泛，甲酸盐是CO2加氢直接合成甲醇的重要中间体。CO2加氢直接合成乙醇，研究最广泛的催化剂为贵金属（Rh、Pd、Ru）基催化剂体系，还需进一步研究廉价、活性和稳定性高的催化剂。CO2与乙醇直接合成DEC研究较多的催化剂为铈基多相催化剂，但由于生成物中水分的影响，限制了DEC的选择性。环氧化物和CO2耦合反应生成DEC过程中不产生水，可以有效克服热力学的限制，因此高能化合物与CO2的耦合路线是高效制备DEC的有效途径。CO2与环氧化物共聚制备聚碳酸酯材料多采用稀土三元催化剂体系，环氧化物的转化率和聚碳酸酯选择性较高，目前已经实现工业应用。CO2通过碳酸乙烯酯与甲醇酯交换合成DMC，多使用碱性较强的催化剂和碱性基团的离子交换树脂。在CO2经碳酸乙烯酯加氢制备甲醇和乙二醇的反应中，铜基催化剂研究较多。CO2化学转化利用是CO2碳氧资源综合利用的重要途径，将有效支撑我国未来碳中和目标实现。
关键词

CO2 催化醇有机酯高分子材料
引用格式

白煜，梁杰，王利国，等.CO2合成醇酯类化学品和高分子材料研究进展[J].洁净煤技术,2021,27(2):117-131
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