[发明专利]一种用于二氧化碳资源化的高性能催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于二氧化碳资源化的高性能催化剂及其制备方法，制备方法为：将带有氨基的刚性单体、带有醛基的刚性单体和乳液稳定剂溶在极性有机溶剂中，再逐滴加入非极性有机溶剂，搅拌，形成高内相乳液，加热，反应，依次用丙酮，四氢呋喃，二氯乙烷和水洗，过滤，得到固体，浸泡在金属离子水溶液中18‑24小时，过滤，固体干燥，得到用于二氧化碳资源化的高性能催化剂。本发明的方法制备方法简单，原料便宜易得，本发明的用于二氧化碳资源化的高性能催化剂能够高效催化二氧化碳与环氧类单体的环化加成反应，制备成本低。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，特别是涉及一种用于二氧化碳资源化的高性能催化剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，人们对化石燃料、煤炭和天燃气的需求与日俱增，这导致了大量的二氧化碳被排放到空气中，并造成了诸如温室效应等严重的环境问题。二氧化碳，因具有易获取，可再生，以及低毒性等特点，是最常见的单碳碳源之一，并被广泛的用于化学合成中。因此，探索高效廉价的二氧化碳催化技术来制备合成有价值的化工原料具有重要价值，并受到国内外学者的广泛关注。在众多化工产品中，碳酸酯类物质，如碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯，氯代碳酸乙烯酯，氯代碳酸丙烯酯等，是一种重要的二氧化碳转换产物。其具有高沸点，高闪点，高极性，低蒸气压以及绿色环保等特性，常用于锂离子电池的电解液和聚合反应的介质溶剂等。

在早期的研究中，通常采用带有金属中心离子的Salen类小分子催化剂进行二氧化碳和环氧丙烷的均相催化反应。该类方法的局限之处在于反应后小分子催化剂难于分离再生。另一方面，由于小分子催化剂对二氧化碳的吸附性能较差，限制了其催化活性。近年来在国内外的研究中，学者们采用含有金属中心的有机或无机微孔材料，如MOF，分子筛等材料作为非均相催化剂。相较于Salen类小分子催化剂，非均相催化剂可以通过过滤，离心等操作直接从产物中分离出来。然而，这些非均相催化剂的效率较低，且制备成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于二氧化碳资源化的高性能催化剂。

本发明的第二个目的是提供一种用于二氧化碳资源化的高性能催化剂的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种用于二氧化碳资源化的高性能催化剂的制备方法，包括如下步骤：

按质量比为1：0.4-1.6：1.5-4.5：5-13的比例，将带有氨基的刚性单体、带有醛基的刚性单体和乳液稳定剂溶在极性有机溶剂中，再逐滴加入非极性有机溶剂，所述极性有机溶剂和非极性有机溶剂的体积比为1：3-5，搅拌，形成高内相乳液，加热至140-170℃，反应72-96 小时，依次用丙酮，四氢呋喃，二氯乙烷和水洗，过滤，得到固体，浸泡在金属离子水溶液中18-24小时，过滤，固体干燥，得到用于二氧化碳资源化的高性能催化剂。

优选地，带有氨基的刚性单体为三聚氰胺，对苯二胺，均苯三胺或联苯二胺。

优选地，带有醛基的刚性单体为多聚甲醛，对苯二甲醛，均苯三甲醛或联苯二甲醛。

优选地，乳液稳定剂为F127型，P123型或F68型。

优选地，极性有机溶剂为二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺或二甲亚砜。

优选地，非极性有机溶剂为石油醚，Isopar^TMG或Isopar^TMM。

优选地，金属离子为锌，钴，铜或铁。

上述方法制备的用于二氧化碳资源化的高性能催化剂。

本发明的优点：

本发明的方法制备方法简单，原料便宜易得，本发明的用于二氧化碳资源化的高性能催化剂能够高效催化二氧化碳与环氧类单体的环化加成反应，制备成本低。

附图说明