[发明专利]一种硒催化乙酸甲酯氧化制电解液溶剂碳酸二甲酯的方法

说明书

本发明涉及一种硒催化乙酸甲酯氧化制电解液溶剂碳酸二甲酯的方法，其步骤为：将硒催化剂、三氟化铁、乙酸甲酯按照质量比0.001～0.005：0.0002～0.0006：1的比例混合，在0.5～1.0MPa氧气压力下，100～140^oC加热4～8小时，通过蒸馏可分离获得碳酸二甲酯产物。该方法合成碳酸二甲酯，反应原料廉价安全，整体路线清洁，是合成碳酸二甲酯的全新合成工艺。

技术领域

本发明涉及一种硒催化乙酸甲酯氧化制电解液溶剂碳酸二甲酯的方法，属于化工合成技术领域。

背景技术

碳酸二甲酯(即DMC)是一种重要的低毒、环保、安全的化工溶剂。它可以用作电池电解液中的溶剂。随着锂电池行业的兴起，DMC的市场需求日益扩大，有着很好的发展前景。DMC的传统生产路线是光气法，但由于光气的高毒性和腐蚀性以及由氯化钠排放而引起的环保问题，这一路线正逐渐被淘汰。目前，普遍采用的合成路线有三种：以氯化铜或一氧化氮为催化剂的氧化羰基化反应、碳酸丙烯酯与甲醇的酯交换反应、尿素甲醇解反应。然而，上述三种方法仍然存在一些问题，例如使用破坏臭氧层的氮氧化物、副产物丙烯醇高毒，以及尿素醇解产生有臭味的氨气等。克服上述问题，开发绿色清洁的新生产路线，有着很好的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种硒催化乙酸甲酯氧化制电解液溶剂碳酸二甲酯的方法，以廉价易得的乙酸甲酯为原料，通过纳米硒-三氟化铁催化氧气氧化，制备碳酸二甲酯，方法简单，原料易得，具有较高的实际应用价值。

为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：一种硒催化乙酸甲酯氧化制电解液溶剂碳酸二甲酯的方法，其步骤为：将硒催化剂、三氟化铁、乙酸甲酯按照质量比0.001～0.005：0.0002～0.0006：1的比例混合，在0.5～1.0MPa氧气压力下，100～140℃加热4～8小时，通过蒸馏可分离获得碳酸二甲酯产物。

本发明中，硒催化剂制备步骤如下：：在0±1℃温度环境中，将硼氢化钠的乙醇溶液与硒粉搅拌混合，再加入由糖、溴代十二烷基三乙基铵和溴代二乙基二异丙基铵混合物组成的混合物，取得混合体系；搅拌条件下将混合体系的温度升至20～60℃进行反应，反应结束后取得沉淀，经抽滤后置于450～550℃的温度条件下煅烧，即得纳米硒材料；混合时硒粉、糖、溴代十二烷基三乙基铵、溴代二乙基二异丙基铵与硼氢化钠的乙醇溶液中硼氢化钠的摩尔比为100∶1000∶8.20∶2.60∶100。

本发明中，使用硒催化剂与乙酸甲酯质量比为0.001～0.005：1。其中优选0.003:1,在这一比例下，可以最大程度利用硒催化剂；

本发明中，使用三氟化铁为助催化剂。它与乙酸甲酯质量比为0.0002～0.0006：1，其中优选0.0004：1。在这个条件下，即可提高原料转化率，又可避免因为使用过量助催化剂而导致副反应发生使得选择性下降。

本发明中，反应在0.5～1.0MPa氧气中进行，其中优选0.8MPa。这个压力的氧气即可促进原料充分转化，又可避免过渡氧化导致产物选择性下降

本发明中，反应温度为100～140℃，其中优选120℃，这一温度可使得原料充分转化，并且产物选择性高。

本发明中，反应时间为4～8小时，其中优选6小时。在这一反应时间下可确保原料充分转化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种硒催化乙酸甲酯氧化制电解液溶剂碳酸二甲酯的方法。其反应原料便宜，反应过程环保温和，不产生废弃物。并且由于不使用有毒有害反应物和溶剂，合成工艺更加安全可靠。

具体实施方式