• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
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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