一、锌离子液体系高效催化合成环状碳酸酯（论文文献综述）
赵鹏辉[1]（2021）在《酰胺衍生基功能材料合成及在CO2吸附与催化转化中的应用》文中认为CO2化学资源化利用是当前研究热点课题,将CO2高效转化合成环状碳酸酯是实现CO2利用的有效途径之一。然而,当前所开发的催化体系在催化剂稳定性、催化活性及分离等方面难于同时兼顾。基于此,本论文开展了以下几方面的研究工作:（1）设计合成了一系列方酰胺功能化离子液体,采用核磁（NMR）、红外光谱（FT-IR）、质谱（MS）及热重（TGA）表征了所合成离子液体的结构。选择CO2与环氧丙烷耦合制备碳酸丙烯酯（PC）为模型反应,考察了催化剂的反应活性及循环性能,在1.5 MPa CO2、100 ℃、3 mol%催化剂用量的条件下反应3 h,PC收率可以达到96%,选择性达到99%,并且在循环6次之后催化活性无明显降低。通过选取不同的反应底物考察了催化剂的普适性。最后结合实验结果及相关表征推测出可能的反应机理。（2）为了实现了均相催化剂的多相化,采用水热-共缩聚的方法制备了系列新型方酰胺衍生基周期性介孔有机硅材料（PMO-SAF）。通过固体NMR、SEM、TEM、XRD、FT-IR及TGA等手段表征了其结构特性。将所创制的纳米有机硅材料应用于CO2吸附与催化转化合成环状碳酸酯,通过对材料结构调控,在低压条件下对CO2吸附量可达1562μmol/g,同时在90 ℃、2 MPa CO2压力、5 wt%催化剂用量的条件下反应7 h,可实现环状碳酸酯的高选择性合成。该类材料对CO2展现出优异的吸附与转化双功能性。并在循环5次后催化活性没有明显降低,解决了均相催化剂不易分离的难题。通过选取不同的反应底物考察了催化剂的普适性。最后结合实验结果及相关表征推测出了可能的反应机理。（3）在前期工作的基础上,通过引入三嗪基团以提高材料对CO2的吸附能力,采用水热自组装方法制备了酰胺及三嗪衍生基周期性介孔有机硅材料（TUF-PMO）并进行了结构表征。研究了所创制硅基纳米材料对CO2的吸附与催化转化性能,结果发现该材料不仅表现出优异的CO2吸附性能,在低压条件下,CO2吸附量可达933μmol/g,而且显示出高效的催化性能,在1.5 MPa CO2、90 ℃、5 wt%TUF-PMO-20用量的条件下反应4 h,可得到优异的收率（98%）及选择性（99%）,催化活性得到进一步改善。同时,催化剂通过简单的过滤即可实现分离,且在循环5次之后催化活性无明显降低。最后揭示了可能的催化反应机制。
杨朝琨[2]（2021）在《含氢键供体离子液体催化CO2耦合合成环状碳酸酯》文中研究说明通过催化转化的化学方法将二氧化碳（CO2）资源化利用,是解决CO2带来诸多环境问题的最佳途径。CO2与环氧化物耦合合成环状碳酸酯是100%原子经济型反应,且产物环状碳酸酯具有广阔的应用前景,因此备受关注。考虑到CO2分子的动力学惰性和热力学稳定性,需要开发高效的催化剂才能实现CO2的催化转化。离子液体具有可测蒸气压低、不易挥发、稳定性好、不易燃、溶解能力强等优点,当离子液体作为催化剂时,能够展现出优异的催化性能。在离子液体结构中引入氢键供体（氨基、羟基、羧基等）、亲核基团（如I-,Br-,Cl-以及其他亲核试剂）等官能团,使得离子液体在催化CO2耦合反应中具有优异的催化活性,从而在CO2催化转化的工业化中存在潜在应用。在CO2耦合反应中,氨基和羟基作为氢键供体能够与环氧化物形成氢键,路易斯酸Zn2+能够与环氧化物形成加合物,亲核基团进攻环氧化物氧的β位从而促进其开环。基于这些要素,合成了三种1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯（DBU）基离子液体,与共催化剂碘化锌协同催化CO2与环氧化物耦合反应。系统讨论了反应条件对耦合反应的影响,得到优化的催化反应条件为:120 oC,3.0 MPa,2 h。然后讨论了催化体系的循环性能和普适性能。结合实验结果与文献报道,提出了催化反应机理:氨基、羟基、Zn2+协同活化环氧化物,I-促进开环,碱性基团活化CO2。此外,也通过溶剂法合成了脒基硫脲-碘化锌（ATUI）低共熔基离子液体,ATUI同时含有氢键供体、路易斯酸Zn2+和亲核基团I-等特定官能团,能够在110 oC,1.0 MPa,4 h,无溶剂,无共催化剂的条件下高效催化CO2与环氧丙烷耦合反应,碳酸丙烯酯的收率能够达到95%,选择性为99%。ATUI也具有优异的循环性能和普适性能,即使在90 oC,1.0 MPa,6 h的条件下,也能催化CO2与多种环氧化物发生耦合反应。根据实验结果和文献报道推测出可能的反应机理,并建立动力学模型讨论氢键供体数目对耦合反应的影响。为了避免过渡金属的使用,合成了羧基功能化聚合离子液体锚定于乙烯基功能化介孔二氧化硅催化剂（mSiO2-V-n,n=1,2,3,4）。首先对mSiO2-V-n的结构进行系统地表征,然后讨论了催化剂mSiO2-V-n在催化CO2耦合反应中的催化性能,其中,mSiO2-V-2因具有合适的聚合离子液体含量和比表面积而展现出良好的催化活性。其次,优化了催化反应条件,并在优化的条件下讨论了mSiO2-V-2的循环性能和普适性能,该催化剂经过10次循环实验,碳酸丙烯酯的收率并无明显下降,而羧基功能化聚合离子液体修饰的SBA-15催化剂仅仅经过3次循环,碳酸丙烯酯的收率就从95%下降到了60%,结果表明通过共聚方法将聚合离子液体锚定于乙烯基功能化介孔二氧化硅的催化剂具有优异的稳定性。通过动力学讨论得出了mSiO2-V-2催化CO2与环氧丙烷的反应动力学方程。结合实验结果与文献报道,提出了羧基、硅羟基和咪唑环C2–H质子协同活化环氧化物,咪唑环上叔氮原子活化CO2,亲核基团辅助环氧化物开环的反应机理。为了将均相和多相催化剂的优势相结合,合成四种氨基功能化的双咪唑基聚合离子液体催化剂（PBIL-m,m=1,2,3,4）。PBIL-m能够在50 oC左右发生固–液相转变,所以能够在>50 oC时起到均相催化的作用,而在<50 oC时则与多相催化剂类似,易于从产物中分离,同时也避免了使用过渡金属,且具有的氨基、咪唑环C2–H质子等氢键供体能够用于活化CO2和环氧化物。通过催化剂筛选实验发现,PBIL-3由于具有合适的桥连碳链长度而最具催化活性。优化了耦合反应实验条件,并在优化的条件下（100 oC,2.0 MPa,4 h）讨论PBIL-3的循环性能和普适性能,同时也讨论了PBIL-3在80 oC,1.0 MPa,24 h反应条件下的普适性能。通过红外光谱证实氨基能够活化CO2,通过氢核磁谱证实咪唑环C2–H质子能够活化环氧丙烷,基于此提出了CO2耦合反应机理。综上,富含氢键供体的离子液体催化剂在CO2耦合反应中能够有效活性CO2和环氧化物,因此展现出优异的催化活性。催化剂mSiO2-V-n和PBIL-m的合成思路对后续催化剂的合成具有一定的指导意义。
勾海镔[3]（2021）在《功能化聚合离子液体催化CO2合成环状碳酸酯的研究》文中研究指明将温室气体CO2转化为高值化学品是极具经济性和社会效益的减排方式。CO2与环氧化合物通过环加成反应得到环状碳酸酯是实现这一目的的一种绿色路线,并且符合原子经济性,该技术路线的关键是开发高效率高稳定性的催化剂。本文针对均相催化剂分离复杂,非均相催化剂活性较差的缺点,开发出催化性能高、稳定性好的氢键供体功能化的聚合离子液体催化剂和高活性多位点聚合离子液体催化剂。主要工作及创新成果如下:1.设计合成了一系列以甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为氢键供体的功能化聚合离子液体（HPILs）,通过调节咪唑基离子液体、HEMA和交联剂的比例,筛选出活性最佳的催化剂。利用核磁氢谱、红外、元素分析、X射线光电子能谱等表征手段证明合成了目标聚合离子液体。实验发现,在离子液体和HEMA聚合比例为1:1.5时,得到的聚合离子液体HPIL-7达到最佳催化活性。在105℃,2MPa CO2,反应3h条件下,HPIL-7可以实现碳酸丙烯酯（PC）收率达94%,甚至接近于离子液体单体活性（PC收率95%）。最后,根据核磁氢谱和DFT模拟计算,初步研究了 HEMA和离子液体与反应物的相互作用,提出一种可能的氢键供体和亲核阴离子协同催化机理。2.针对催化剂活性低、制备方法复杂的缺点,采用硫醇-烯烃点击反应,在紫外光照射下,以双阳型离子液体和三聚硫氰酸（TTCA）制备一系列多位点的光引发聚合离子液体催化剂（pPILs）。通过调节有无光引发剂、溶剂添加剂和光照时间等影响因素,得知该类聚合离子液体催化剂可以在无引发剂存在下快速制备,并且不受氧气和水等环境因素的影响。研究发现,离子液体[VImBMBP]2Cl2和TTCA在正庚烷存在下,制备得到的P[VImBMBP]2Cl2-TTCA（heptane）可以在100℃,无助催化剂、无溶剂的条件下,实现碳酸丙烯酯收率98.4%。循环性测试和红外分析等表明催化剂在循环使用6次后,活性无明显下降,催化剂结构基本不变。通过红外光谱、X射线光电子能谱分析,揭示了内在的吸附水分子存在于聚合离子液体结构中。并通过DFT模拟计算和核磁氢谱,提出了一种可能的氢键作用和亲核阴离子协同催化反应机理。
李一星[4]（2021）在《基于含氮杂环羧酸配体构建锌基MOFs及其催化CO2转化利用》文中研究说明CO2作为主要的温室气体导致了全球变暖,引起一系列环境灾害,甚至威胁到人类的生存,然而,CO2作为廉价易得的化工原料它的捕获与转化对实现CO2减排及资源化利用具有重大战略意义。在这一领域中,利用环氧化物与CO2通过环加成反应制备环状碳酸酯,该反应满足绿色化学的可持续性原则,原子经济性达到100%,无疑是最有前景的发展方向。然而,由于CO2是一种惰性分子,所以寻找合适的催化剂来催化CO2转化显得尤为重要。其中,金属有机框架（MOFs）材料就是一类非常出色的非均相催化剂,它不仅具有较高的孔隙率和比表面积,而且其内部孔道可预先设计和修饰,从而实现结构和性能的可控调节。然而,目前MOFs的合成及应用存在着稳定性差、功能组分单一、催化活性低的问题,这在一定程度上限制了MOFs的发展。因此,合成性能优异的MOFs催化剂以实现CO2的催化转化具有重要意义。基于MOFs在CO2催化转化中锌中心可以与环氧化物的氧形成Zn-O加合物来活化环氧化物的机理,本研究通过溶剂热法制备了以1H-苯并咪唑-5-羧酸和5-氨基四唑为混合配体,具有Lewis酸碱位点的三维Zn（Bmic）（AT）MOF催化剂。多孔Zn（Bmic）（AT）中富含胺基基团有利于对CO2吸附,在273 K和298 K下CO2吸附量分别为79 cm3/g和52 cm3/g。此外,Zn（Bmic）（AT）中Lewis酸碱位点及多孔结构有助于促进CO2和各种小尺寸的环氧化物转化为环状碳酸酯。Zn（Bmic）（AT）在共催化剂Bu4NBr的协同作用下,80 oC,0.5 MPa,6 h就可以实现较高的碳酸丙烯酯转化（TON=170）,且Zn（Bmic）（AT）催化剂在6次连续循环中均显示出良好的催化性能。此外,配体配位点及配位方式的变化都会使得所制备的MOFs结构发生巨大变化,从而导致功能存在较大的差异。在上一章所设计MOF的基础上通过改变主配体结构,将其苯环结构变成杂环,再在对位引入羧基,本章合成了一种新型的高配位和高稳定锌基MOF催化剂,该催化剂由3,5-吡唑二羧酸和5-氨基四氮唑的混合配体组成。它具有可利用的Lewis酸碱位点,由于Lewis碱位点的存在可以增加对CO2的亲和力,从而赋予了Zn（PZDC）（ATZ）较高的CO2吸附能力,其吸附量分别为60.2 cm3/g（273 K,1 atm）和48.7 cm3/g（298 K,1 atm）。另外,Zn（PZDC）（ATZ）/Bu4NBr催化体系在无溶剂条件（90°C,1 MPa,6 h）能够促进各种环氧化物与CO2环加成制备环状碳酸酯,其中获得碳酸丙烯酯的TON达到131,且催化剂循环7次没有明显的性能损失。此外,Zn（PZDC）（ATZ）在酸碱及水环境中仍保持结构稳定。为了实现MOF催化剂对于较大尺寸环氧化物的高催化活性,本文合成了一种新型的功能性吡唑基1,1’-（丙烷-1,3-二基）双（1H-吡唑-3,5-二羧酸）四元羧酸配体（PDC）,并与锌盐通过溶剂热合成了蟹状结构Zn-2PDC。Zn-2PDC真空干燥去除配位水分子后,得到了大量的开放金属位点（OMSs）,对氧化苯乙烯-CO2环加成反应具有优异的催化性能,在55 oC、12 h和1 MPa的温和条件下,生成碳酸苯乙烯酯时TON可达175。此外,Zn-2PDC对其它大尺寸环氧化物也具有广泛的适用性。与此同时,Zn-2PDC催化剂经过6次循环后仍保持良好的催化性能。本论文不仅探究了不同元数羧酸、金属中心以及柔性配体对金属有机框架结构的调控产生的影响,此外,所合成的催化剂在CO2催化转化过程中都有着优异的表现,为以后构建MOFs用于CO2转化方面的科学研究提供了有用的参考价值。
卢金凯[5]（2021）在《用于催化CO2化学固定的几种离子液体类催化剂的制备与研究》文中指出温室气体（例如CO2）的排放造成的全球变暖是全人类迫切需要解决的紧急问题。CO2的捕获与利用（CCU）是在全球范围内减少温室气体排放的有效途径之一。将环氧化物和CO2在一定条件下合成环状碳酸酯是较为理想的方法。离子液体的优良性质符合作为该环加成反应的催化剂的条件,本文围绕对离子液体的嫁接和修饰制备了不同的离子液体类催化剂去催化环氧化物与CO2合成环状碳酸酯。本文的主要内容如下:（1）通过烷基化反应和简单的一锅法将醇胺类离子液体嫁接在氯甲基聚苯乙烯微球上,在微球表面形成羟基功能化的季铵盐离子液体。比较了不同阴离子基团（Cl-、Br-、I-、BF4-）对反应的影响。为了探讨反应条件的影响,研究了催化剂用量,反应压力、温度和时间等因素,可多次重复使用。通过动力学研究确定环加成反应为伪二级动力学反应,并计算了四种不同阴离子催化剂的表观活化能,同时利用密度泛函理论（DFT）对催化剂与环氧丙烷分子进行结构优化,并基于实验结果和DFT的计算结果,合理的得出该反应可能的反应机理。（2）通过烷基化反应和简单的溶剂热法将联吡啶和四溴甲苯合成了3-5μm大小的含有大量阴离子溴的离子液体聚合物微球（TBB-Bpy）,然后将多种醇胺、咪唑或吡啶嫁接到微球上,并研究了不同嫁接型离子液体催化剂的催化活性。经过对比实验,吡啶嫁接的离子液体聚合物微球（TB-Py）是作为环氧化物和CO2合成环状碳酸酯反应的活性最佳的催化剂,并利用密度泛函理论（DFT）模拟不同催化剂的优化结构并探索密立根电荷与分子结构对催化活性的影响。探讨了影响TB-Py催化剂活性的各种因素,如反应温度、压力、时间和催化剂用量。在较温和的反应条件下,碳酸丙烯酯的产率达到预期,催化剂可重复使用且容易分离,并提出了可能的反应机理。（3）通过溶剂热法合成了Ui O-Bpy,然后与碘甲烷和溴化铜通过再次溶剂热使Ui O-Bpy季铵化并负载铜离子,Zr和Cu作为路易斯酸位点,I-作为亲核进攻的卤素阴离子,形成了三功能的金属有机骨架催化剂。修饰后催化剂活性有明显提升,并利用FT-IR、SEM、XPS、BET、TGA、XRD等表征对修饰前后的催化剂结构进行研究,高温高压下可催化环氧化物合成环状碳酸酯,常温常压下加入助催化剂也可催化反应进行,同时提出了可能的反应机理。
时自洁[6]（2020）在《多位点离子液体催化合成环状碳酸酯的研究》文中提出作为温室气体的主要成分,CO2资源化利用成为了全球重要议题。环状碳酸酯的合成是固定转化CO2的原子经济性反应,产品环状碳酸酯应用广泛,需求量巨大。针对目前环加成反应中存在的均相催化剂难分离、非均相催化剂催化效率低于体相等问题,本文通过多活性位点离子液体设计以提高活性组分活性,继而分别通过负载与限域的方式分散活性位点以维持本征活性组分的活性,从而获得高催化活性的非均相催化剂。这为离子液体非均相化催化环加成反应提供了新的研究思路。主要工作及创新成果如下:1.从活性组分高活性与高利用率的角度出发,设计合成具有不同结构的多活性位点的双中心离子液体。结合分析表征与活性评价,筛选出最优双中心离子液体[IMCA]2Br2,在130℃,2.5 MPa下,碳酸丙烯酯的收率和选择性分别为97%和99%,催化活性优于单离子液体（[IMCA]Br）,且达到相同催化活性所需的用量仅为单离子液体的一半。2.为实现活性位点的有效分散并保持本征催化活性,通过化学接枝的方式将筛选出的离子液体负载于SBA-15上。通过红外、热重、电镜等多种表征手段证明了离子液体的成功负载。实验结果表明,负载后的非均相催化剂[IMCA]2Br2@SBA-15具有最优的催化性能,催化环加成反应时碳酸丙烯酯的收率和选择性分别为97.4%和99.1%,催化活性几乎达到了体相离子液体的催化活性,离子液体本征高活性得以良好维持。通过DFT计算,结合表征分析等结果,提出羧基基团通过氢键作用与卤素阴离子协同催化的反应机理。3.为将离子液体非均相化并保证本征结构完整性,采用最优的多位点离子液体[IMCA]2Br2作为模板剂一步合成了一系列限域不同离子液体量的催化材料,避免化学接枝占用材料硅羟基位点与束缚离子液体活性位点自由度。首先对比酸碱两种环境下限域离子液体的结构与性质,发现酸性环境下合成的0.2[IMCA]2Br2@mSiO2（H）和碱性环境下合成的 0.2[IMCA]2Br2@mSiO2（OH）均表现出比体相离子液体更高的催化活性,这归因于限域后活性组分的结构完整性和离子液体活性位点的良好分散。其中酸性环境下合成的0.2[IMCA]2Br2@mSiO2（H）具有更大的比表面积且活性更高,是由于酸性环境更适用于羧基离子液体在硅源前驱体的有效分散。在所有制备的材料中,酸性环境下合成的0.6[IMCA]2Br2@mSiO2（H）表现出最佳的催化活性,碳酸丙烯酯的收率达到83.0%。
曹昊天[7]（2020）在《新型胍离子液体和氮杂环卡宾金催化剂的制备及其在二氧化碳化学转换中的应用》文中研究表明二氧化碳是一种丰富、清洁、廉价、无毒、可循环利用的碳一资源,将二氧化碳转化为附加值较高的化工产品,不仅可为化学工业提供廉价易得的原料,开辟了一条极为重要的绿色生产路线,而且可以缓解日益严重的环境问题。由于二氧化碳热力学上的低能态以及分子动力学上的惰性,使得二氧化碳的活化具有挑战性,因此开发出高活性的催化体系用于二氧化碳的化学转化具有实际意义。基于此,本文发展了三种新型绿色高效的催化体系用于二氧化碳的化学转化,主要研究内容如下:1.以四甲基胍为原料,与α位溴代酯类化合物进行离子化反应,制得系列新型的烷基乙酸乙酯基四甲基胍离子液体。该催化剂在二氧化碳与N-甲基苯胺及其衍生物的反应中显示出优异的催化效果,调节烷基链长可以选择性地合成N-甲基甲酰苯胺和N,N-二甲基苯胺产物,且催化循环5次后产率没有明显降低。2.以四甲基胍为原料,两步法合成带有氯离子（Cl—）、醋酸根离子（OAc—）和乳酸根离子（Lac—）三种不同阴离子的苯乙烯四甲基胍离子液体,再与二乙烯基苯（DVB）交联聚合,制备了含三种不同阴离子的聚胍离子液体多孔有机聚合物。通过固体核磁13C NMR、SEM及TGA等技术对材料进行表征。该催化材料在二氧化碳与环氧丙烷的环加成反应中取得良好的效果,且循环五次后反应收率没有明显降低。3.以1,3-双苄基咪唑卡宾金为原料,通过傅克烷基化反应制备氮杂环卡宾金多孔有机聚合物。通过XPS、SEM等测试技术对材料进行表征,结果表明该材料具有多级孔道结构且比表面积较大。该材料可以高效催化二氧化碳与炔丙胺合成恶唑啉酮,且循环回收五次后反应产率基本保持不变。
刘丹[8]（2019）在《环氧化物与CO2环加成反应多相催化剂的设计合成》文中研究表明作为廉价且丰富的C1资源,CO2可与环氧化物反应合成环状碳酸酯,此反应符合原子经济性和环境友好性的理念而受到广泛关注。目前,工业上用于催化CO2环加成反应的催化剂主要为季铵盐类和金属卤化物,但这些催化体系存在催化活性不高、反应条件苛刻和催化剂难于回收等问题。研发新型、高效、稳定性和重复性优异的多相催化剂是CO2环加成反应的重要研究目标。探究催化剂的组成与催化性能的关系和阐释其在CO2环加成反应中的催化机理是此课题的研究重点。本论文基于多活性位（酸性位、碱性位）协同催化CO2与环氧化物环加成反应的思想,合成出几种新型、高效的多相催化剂。主要研究内容如下:1.针对大多数金属有机骨架材料（MOFs）活性位单一,在不添加助催化剂的条件下无法高效催化CO2环加成反应的缺点,本文采用逐步嫁接的方法制备了咪唑型离子液体功能化MIL-101-IMBr催化剂。研究结果表明:同时含有咪唑基团、Br和四配位Cr的MIL-101-IMBr-6催化剂的活性高于MIL-101（Cr）,其在无助催化剂的条件下催化CO2与环氧丙烷（PO）的环加成反应,PO的转化率达95.8%,碳酸丙烯酯的选择性达97.6%。2.为了充分利用分子筛中季铵盐/季铵碱模板剂,本文合成了含有模板剂聚季铵盐-6（PDDA）和四丙基氢氧化铵（TPAOH）的介孔钛硅分子筛（MTS-1）,分子筛中模板剂不高温焙烧脱除,而是作为碱性中心,与骨架钛协同催化CO2与环氧氯丙烷（ECH）的环加成反应。吸附CO2的红外表征结果显示,MTS-1可以吸附并活化CO2。研究表明,ECH的转化率随着催化剂中可接触碱性中心含量的增加而增加,同时含有骨架钛与模板剂活性中心的催化剂活性高于只含有单一活性中心的催化剂。3.为了避免TPAOH的浪费和降低催化剂合成成本,本文进一步制备了含单一碱性中心PDDA的有机无机杂化介孔钛硅催化剂Ti-mSiO2,其中,PDDA作为碱性中心,与钛物种协同催化CO2与ECH的环加成反应。研究结果表明,同时含有钛物种与PDDA的催化剂活性高于只含有单一活性位的催化剂,且其催化活性随着可接触碱性中心含量的增加而增加。4.为了改善催化剂中传质,本文以PDDA和常规表面活性剂为双模板剂,合成了酸碱双功能铁基介孔催化剂。N2物理吸附和TEM表征结果显示,所得催化剂具有孔径2-3nm的六方有序和蠕虫状介孔孔道。研究结果表明,同时含有铁物种与PDDA的Fe-HMS催化剂可高效催化CO2与ECH的环加成反应。
刘铨瑶[9]（2019）在《双功能有机催化剂的合成及在CO2环加成反应中的应用》文中指出CO2是造成全球变暖的温室气体之一。因此,CO2的固定与转化已成为化学领域的研究热点。在众多CO2的化学转化途径中,CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的途径,因其环境友好、高原子经济性、应用广泛等优点,成为目前研究最广泛的一类化学反应。然而CO2具有非常高的热力学稳定性,其中环氧化物的开环步骤是CO2环加成反应的速率控制步骤。环状碳酸酯在工业上的应用十分广泛,但目前工业化生产制备环状碳酸酯依然以高毒的光气为原料。为了开发一种高效的CO2环加成反应的催化剂,我们设计了一系列双功能吡啶桥连咪唑盐催化剂,并将其应用到CO2环加成反应制备环状碳酸酯的反应中。通过双官能团协同催化的作用,能够实现温和条件下CO2与环氧化物的环加成反应。在本课题组发展的非对称吡啶桥连Pincer型配体合成方法的基础下,通过依次往2,6-二溴吡啶上引入两个不同的官能团,合成了14个羧基或羟基功能化的咪唑盐或苯并咪唑盐化合物,作为CO2转化的催化剂。通过改变卤离子类型、羟基在苯环上的位置等方式,探究催化剂的催化机理以及催化性能。首先,将合成的催化剂用于催化CO2与环氧化物的环加成反应,根据实验结果得出了以下结论:（1）苯并咪唑取代的催化剂与咪唑取代的催化剂相比具有更高的催化活性;（2）羟基官能团化的催化剂与羧基官能团化的催化剂相比具有更高的催化活性,这是由于羧基催化剂在反应体系中的溶解性较差;（3）离去能力更强的碘离子化催化剂比离去能力较弱的带氯离子和溴离子的催化剂具有更高的催化活性;（4）羟基在苯环上的位置对反应体系影响也较大,对位羟基催化剂比间位和邻位羟基的催化剂的催化活性高;（5）催化剂上的羟基是催化剂活性高的关键,将羟基酯化后,其催化活性急剧降低。恶唑烷酮是化工制药重要的前体或原料,CO2、环氧化物与芳胺类化合物一锅法合成恶唑烷酮是合成恶唑烷酮高效绿色的方法之一,已报道的合成法通常需要高温高压的条件才能够反应。我们将吡啶桥连双功能咪唑盐催化剂也应用于CO2、环氧化物与芳胺类化合物一锅法合成恶唑烷酮的反应中,在相对温和的条件下（90℃,0.3 MPa CO2）即可实现恶唑烷酮的高效制备,并且底物普适性较好。其中羧基官能团化的催化剂显示出最高的催化效率。
张景顺[10]（2019）在《功能化吡唑类离子液体的合成及其催化CO2环加成反应的研究》文中进行了进一步梳理二氧化碳（CO2）的大量排放已经造成全球变暖、海平面上升等一系列环境影响。但CO2也是一种丰富、无毒、廉价的C1资源。如果可以将CO2转化成碳资源加以利用则不仅可以改善环境,而且能缓解传统碳资源日益枯竭而引发的能源危机。虽然CO2的利用途径众多,但是由于CO2的热力学稳定性和动力学惰性极高,这些转化途径实施起来存在一定困难。CO2和环氧化合物通过环加成反应合成环状碳酸酯是CO2化学转化的重要途径之一。反应需要在高温高压条件下才能完成,加入催化剂是降低反应条件,确保反应在温和条件下进行的一种行之有效的方法。关于这个反应催化剂的研发历史可以追溯到二十年前,已经开发的催化剂种类众多。其中,离子液体以其独特的物理化学性质,从众多的催化剂中脱颖而出。离子液体具有几乎可以忽略的蒸气压,不易挥发,对环境污染小。更为重要的是,离子液体的结构多变,调整阴、阳离子的结构就可以改变离子液体的性质。而且,离子液体既是反应的催化剂又是反应的溶剂,无需添加其他有机溶剂,是一种“绿色”催化剂。迄今为止,已经开发了众多针对这个反应的单组份离子液体催化剂。这些离子液体催化剂所面临的共同问题还是催化反应中压强和温度仍然过高,反应条件还不能称之为温和。另外,还需要考虑催化剂用量以及离子液体的循环使用次数等问题。针对上述问题,本论文合成了4种氨基吡唑和10种羧基吡唑离子液体,用它们催化CO2的环加成反应。与烷基吡唑或者烷基咪唑类离子液体相比,催化反应条件大幅降低,催化效率相当或者更高。并且这些离子液体合成与纯化简单、产率高、适合大规模使用。具体研究内容如下:1)利用烷基化反应和中和反应,通过2步法合成了4种氨基吡唑离子液体,2-（2-氨丙基）-1-甲基-吡唑溴盐（APMPzBr）,2-（2-氨乙基）-1-甲基-吡唑溴盐（AEMPzBr）,2-（2-氨乙基）-1-乙基-吡唑溴盐（AEEPzBr）和2-（3-氨丙基）-1-乙基-吡唑溴盐（APEPzBr）,使用1H NMR,13C NMR,MS（ESI）等方法表征了所合成离子液体的结构。在110℃的反应温度,1.5 MPa的CO2初始压强,1.0 mol%的催化剂用量和4 h反应时间的条件下,用上述4种氨基吡唑离子液体催化CO2和环氧丙烷（PO）的环加成反应。APEPzBr的催化效果最好,产率为94%。当吡唑环上N1原子上的烷基取代基固定后,催化活性随着N2原子上烷基取代基链长的增加而逐渐增强,APMPzBr（92%）>AEMPzBr（89%）以及APEPzBr（94%）>AEEPzBr（76%）。当吡唑环上N2原子上的烷基取代基固定时,最好是在N1原子上连接乙基而不是甲基。随后,我们逐一优化了催化剂用量、反应温度、CO2初始压强和反应时间,得到了最优反应条件。以APEPzBr为例研究了循环使用次数,APEPzBr可以重复利用五次且催化活性没有明显的降低。还以APEPzBr为例,研究了底物适用性。实验结果表明APEPzBr对大多数环氧化合物都有很好的适用性。最后,采用密度泛函理论研究了CO2的环加成反应的机理,得到了最优反应途径,比较了各个催化剂的反应能垒,理论计算结果和实验结果完全吻合。并且采用非共价相互作用（NCI）和分子中的原子（AIM）方法分析了弱相互作用对反应过程的影响。2)利用烷基化反应合成了10种羧基吡唑离子液体,2-（羧甲基）-1-甲基-吡唑溴盐（CMMPzBr）,2-（羧甲基）-1-乙基-吡唑溴盐（CMEPzBr）,2-（2-羧乙基）-1-甲基-吡唑溴盐（CEMPzBr）,2-（2-羧乙基）-1-乙基-吡唑溴盐（CEEPzBr）,2-（3-羧丙基）-1-甲基-吡唑溴盐（CPMPzBr）,2-（3-羧丙基）-1-乙基-吡唑溴盐（CPEPzBr）,2-（4-羧丁基）-1-甲基-吡唑溴盐（CBMPzBr）和2-（4-羧丁基）-1-乙基-吡唑溴盐（CBEPzBr）,2-（羧甲基）-1-乙基-吡唑氯盐（CMEPzCl）,2-（羧甲基）-1-乙基-吡唑碘盐（CMEPzI）,并且用MS,1H NMR和13C NMR方法表征了相应的结构。在110℃的反应温度、2.0 MPa的CO2初始压强、1.0 mol%的催化剂用量、4 h反应时间条件下,用上述合成的离子液体催化CO2的环加成反应,催化产率在60%以上。其中,CMEPzBr的催化产率最高,达99.4%。根据以往的研究经验,羧基功能化离子液体如果想得到较为理想的催化效果,则需要与较长的烷基链相连（至少为丙基）。但是,带有长烷基链的羧基功能化离子液体的制备会随着烷基链的增长而变得困难,反应条件越来越苛刻,合成产率越来越低。而本文的研究发现,即使与短烷基链相连,羧基吡唑离子液体也具有良好的催化效果,并且CMEPzBr在重复使用七次后催化活性没有明显地下降,碳酸丙烯酯（PC）的产率仍然在99%左右。更为重要的是,即使降低反应温度（70℃）和反应压强（1.0 MPa）,CMEPzBr也可以催化CO2的环加成反应并且得到90%的产率。在M06/6-311+G（2d,2p）水平下,计算了最优反应路径,并且分析了CMEPzBr的催化性能优于其他几种羧基吡唑离子液体的微观原因。
二、锌离子液体系高效催化合成环状碳酸酯（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、锌离子液体系高效催化合成环状碳酸酯（论文提纲范文）
（1）酰胺衍生基功能材料合成及在CO2吸附与催化转化中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 CO_2的资源化利用 |
| 1.2 环状碳酸酯的合成 |
| 1.3 CO_2环加成反应中催化剂研究进展 |
| 1.3.1 均相离子液体 |
| 1.3.2 负载型离子液体 |
| 1.3.3 功能化介孔有机硅 |
| 1.3.4 金属有机框架(MOF) |
| 1.3.5 多孔有机聚合物 |
| 1.3.6 其他 |
| 1.4 论文研究意义与内容 |
| 2 方酰胺功能化离子液体高效催化CO_2与环氧化物转化合成环状碳酸酯 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2.2 实验仪器及设备 |
| 2.2.3 方酰胺中间体的合成 |
| 2.2.4 方酰胺衍生基离子液体的合成 |
| 2.2.5 环状碳酸酯的合成 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 催化性能测试 |
| 2.3.2 反应参数的影响 |
| 2.3.3 催化剂循环性能考察 |
| 2.3.4 催化剂普适性考察 |
| 2.3.5 反应机理推测 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 方酰胺衍生基多功能周期性介孔有机硅的合成及在CO_2吸附与催化转化中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及试剂 |
| 3.2.2 实验仪器及设备 |
| 3.2.3 方酸二乙酯的合成 |
| 3.2.4 方酸衍生基前驱体的合成 |
| 3.2.5 方酰胺衍生基周期性介孔有机硅的制备与表征 |
| 3.2.6 PMO-SAF催化的CO_2与环氧化物的环加成反应 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂结构表征 |
| 3.3.2 CO_2吸附性能测试 |
| 3.3.3 催化性能测试 |
| 3.3.4 催化剂循环性能考察 |
| 3.3.5 催化剂普适性考察 |
| 3.3.6 反应机理推测 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 酰胺及三嗪共修饰周期性介孔有机硅材料的制备及对CO_2的吸附与转化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及试剂 |
| 4.2.2 实验仪器及设备 |
| 4.2.3 酰胺及三嗪基共修饰有机硅源前驱体的合成 |
| 4.2.4 酰胺及三嗪共修饰周期性介孔有机硅的制备与表征 |
| 4.2.5 CO_2与环氧化物的环加成 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂结构表征 |
| 4.3.2 CO_2吸附性能测试 |
| 4.3.3 催化性能测试 |
| 4.3.4 催化剂循环性能考察 |
| 4.3.5 催化剂普适性考察 |
| 4.3.6 反应机理推测 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
（2）含氢键供体离子液体催化CO2耦合合成环状碳酸酯（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 CO_2与环氧化物耦合合成环状碳酸酯2 |
| 1.2.1 CO_2耦合反应简介2 |
| 1.2.2 CO_2耦合反应催化剂 |
| 1.3 含氢键供体离子液体在CO_2耦合反应中的研究进展3 |
| 1.3.1 氨基酸类离子液体 |
| 1.3.2 功能化季铵盐类离子液体 |
| 1.3.3 功能化季磷盐类离子液体 |
| 1.3.4 功能化咪唑类离子液体 |
| 1.3.5 功能化固载离子液体 |
| 1.3.6 功能化聚合离子液体 |
| 1.3.7 功能化聚合离子液体修饰的孔材料 |
| 1.3.8 功能化低共熔盐类离子液体 |
| 1.3.9 其他含有氢键供体的离子液体 |
| 1.4 论文的立题依据及研究内容 |
| 1.4.1 立题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 主要化学试剂 |
| 2.2 主要仪器设备 |
| 2.3 典型表征方法 |
| 2.4 CO_2与环氧化物耦合反应实验过程 |
| 2.5 催化剂的回收 |
| 第3章 含氨基和Lewis酸锌离子液体的合成及催化CO_2耦合反应性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DBU基离子液体的合成及其催化CO_2耦合反应性能 |
| 3.2.1 离子液体的合成 |
| 3.2.2 离子液体的结构表征 |
| 3.2.3 离子液体催化活性研究 |
| 3.3 脒基硫脲-卤化锌基离子液体的合成及催化CO_2耦合反应的性能 |
| 3.3.1 硫脲衍生物-卤化锌基离子液体的合成 |
| 3.3.2 硫脲衍生物-卤化锌基离子液体的结构表征 |
| 3.3.3 硫脲衍生物-卤化锌基离子液体催化活性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 羧基功能化聚合离子液体的合成及催化CO_2耦合反应性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 聚合离子液体催化剂的合成 |
| 4.2.1 乙烯基功能化介孔二氧化硅的合成 |
| 4.2.2 羧基功能化聚合离子液体锚定于mSiO_2-V催化剂的合成 |
| 4.2.3 聚合离子液体修饰的SBA-15 催化剂的合成 |
| 4.2.4 羧基功能化咪唑基聚合离子液体的合成 |
| 4.3 催化剂的结构表征 |
| 4.3.1 羧基功能化聚合离子液体锚定于mSiO_2-V催化剂的结构表征 |
| 4.3.2 羧基功能化聚合离子液体修饰的SBA-15 催化剂的结构表征 |
| 4.4 羧基功能化聚合离子液体锚定于mSiO_2-V催化剂的催化性能研究 |
| 4.4.1 催化剂的筛选 |
| 4.4.2 CO_2耦合反应的优化 |
| 4.4.3 催化剂的循环性能研究 |
| 4.4.4 催化剂的普适性能研究 |
| 4.4.5 耦合反应动力学研究 |
| 4.4.6 催化反应机理探讨 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 氨基功能化聚合离子液体的合成及催化CO_2耦合反应性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 氨基功能化双咪唑基聚合离子液体的合成 |
| 5.3 氨基功能化双咪唑基聚合离子液体的结构表征 |
| 5.4 氨基功能化双咪唑基聚合离子液体的催化性能研究 |
| 5.4.1 催化剂的筛选 |
| 5.4.2 CO_2耦合反应条件优化 |
| 5.4.3 催化剂的循环性能研究 |
| 5.4.4 催化剂的普适性能研究 |
| 5.4.5 催化反应机理探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）功能化聚合离子液体催化CO2合成环状碳酸酯的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 CO_2的利用 |
| 1.2 环碳酸酯的制备方法 |
| 1.3 催化剂研发现状 |
| 1.3.1 金属氧化物 |
| 1.3.2 配合物催化剂 |
| 1.3.3 碱金属盐 |
| 1.3.4 共价有机骨架 |
| 1.3.5 离子液体类 |
| 1.4 聚合离子液体催化剂的制备方法 |
| 1.5 研究思路 |
| 第2章 氢键供体功能化的聚合离子液体催化环加成反应的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验药品与器材 |
| 2.2.1 实验原料与规格 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.3.1 离子液体单体的合成 |
| 2.3.2 聚合离子液体的合成 |
| 2.4 催化剂表征与评价 |
| 2.4.1 表征方法 |
| 2.4.2 催化评价 |
| 2.5 实验讨论 |
| 2.5.1 催化剂表征 |
| 2.5.2 催化性能评价 |
| 2.5.3 DFT模拟计算 |
| 2.5.4 底物适用性研究 |
| 2.5.5 催化机理探究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多位点聚合离子液体催化环加成反应的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验药品与器材 |
| 3.2.1 实验原料与规格 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 实验步骤 |
| 3.3.1 离子液体单体的合成 |
| 3.3.2 多位点聚合离子液体的合成 |
| 3.4 催化剂表征与评价 |
| 3.4.1 催化剂表征 |
| 3.4.2 催化剂评价 |
| 3.5 实验结论与讨论 |
| 3.5.1 催化剂表征分析 |
| 3.5.2 不同条件对聚合离子液体制备的影响 |
| 3.5.3 催化性能评价 |
| 3.5.4 循环性能研究 |
| 3.5.5 底物适用性研究 |
| 3.5.6 DFT模拟计算与催化机理探究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于含氮杂环羧酸配体构建锌基MOFs及其催化CO2转化利用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 金属-有机框架材料的构成 |
| 1.2.1 金属中心(金属离子/金属团簇) |
| 1.2.2 有机配体 |
| 1.3 MOFs材料的特点 |
| 1.4 MOFs材料的应用 |
| 1.4.1 气体储存 |
| 1.4.2 荧光探针 |
| 1.4.3 药物输送及释放 |
| 1.4.4 低碳烯烃/烷烃的吸附分离 |
| 1.5 MOFs对于CO_2吸附及转化利用的研究进展 |
| 1.5.1 MOFs用于CO_2捕获 |
| 1.5.2 MOFs催化CO_2转化利用 |
| 1.6 本论文选题依据及主要研究内容 |
| 1.6.1 本论文选题依据 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验试剂、仪器及表征 |
| 2.1 化学试剂及仪器 |
| 2.1.1 化学试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验表征方法 |
| 2.2.1 X-射线单晶衍射 |
| 2.2.2 X-射线粉末衍射 |
| 2.2.3 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.2.4 热重-差示扫描热分析 |
| 2.2.5 元素分析 |
| 2.2.6 核磁共振 |
| 2.2.7 电感耦合等离子体发射光谱 |
| 2.2.8 N_2吸附-脱附及CO_2吸附测试 |
| 2.2.9 气相色谱 |
| 2.2.10 X-射线光电子能谱技术 |
| 2.2.11 扫描电子显微镜 |
| 2.3 CO_2与环氧化物制备环状碳酸酯催化性能测试 |
| 第3章 一元苯并咪唑羧酸配体构建多孔Zn(Bmic)(AT)及催化CO_2环加成反应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Zn(Bmic)(AT)催化剂的制备 |
| 3.2.2 Zn(Bmic)(AT)催化CO_2环加成制备环状碳酸酯 |
| 3.3 Zn(Bmic)(AT)催化剂的表征 |
| 3.3.1 X-射线衍射单晶结构测试与分析 |
| 3.3.2 Zn(Bmic)(AT)的PXRD和 FT-IR表征 |
| 3.3.3 Zn(Bmic)(AT)的XPS分析 |
| 3.3.4 Zn(Bmic)(AT)的热重分析 |
| 3.3.5 Zn(Bmic)(AT)的N_2和CO_2气体吸附性能 |
| 3.4 Zn(Bmic)(AT)催化CO_2和环氧化物环加成反应 |
| 3.4.1 CO_2环加成反应共催化剂的筛选 |
| 3.4.2 反应参数优化 |
| 3.4.3 Zn(Bmic)(AT)催化剂的循环性 |
| 3.4.4 Zn(Bmic)(AT)催化剂的稳定性 |
| 3.4.5 Zn(Bmic)(AT)催化CO_2与各种环氧化物的环加成反应 |
| 3.4.6 CO_2环加成反应机制探讨 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 二元吡唑羧酸配体构建高稳定Zn(PZDC)(ATZ)及催化CO_2环加成反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 三维Zn(PZDC)(ATZ)催化剂的制备 |
| 4.2.2 Zn(PZDC)(ATZ)催化CO_2环加成制备环状碳酸酯 |
| 4.3 Zn(PZDC)(ATZ)晶体结构测试与表征 |
| 4.3.1 X-射线衍射单晶结构测试与分析 |
| 4.3.2 Zn(PZDC)(ATZ)的PXRD和 FT-IR表征 |
| 4.3.3 Zn(PZDC)(ATZ)的XPS分析 |
| 4.3.4 Zn(PZDC)(ATZ)的热分析 |
| 4.3.5 Zn(PZDC)(ATZ)的CO_2气体吸附性能 |
| 4.4 Zn(PZDC)(ATZ)催化CO_2和环氧化物环加成反应 |
| 4.4.1 CO_2和环氧丙烷环加成反应共催化剂的筛选 |
| 4.4.2 反应参数的影响 |
| 4.4.3 Zn(PZDC)(ATZ)催化剂的循环性 |
| 4.4.4 Zn(PZDC)(ATZ)催化剂的稳定性 |
| 4.4.5 Zn(PZDC)(ATZ)催化CO_2与各种环氧化物的环加成反应 |
| 4.4.6 CO_2环加成反应机理探讨 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 柔性四元羧酸配体构建活性Zn-2PDC及催化CO_2环加成反应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 有机配体PDC的合成 |
| 5.2.2 Zn-2PDC催化剂的合成 |
| 5.2.3 Zn-2PDC催化CO_2环加成反应 |
| 5.3 Zn-2PDC晶体结构测试与表征 |
| 5.3.1 X-射线衍射单晶结构测试与分析 |
| 5.3.2 Zn-2PDC的 PXRD和 FI-IR表征 |
| 5.3.3 Zn-2PDC的 XPS分析 |
| 5.3.4 热重分析及N_2吸附-脱附性能 |
| 5.4 CO_2与氧化苯乙烯环加成催化反应 |
| 5.4.1 Zn-2PDC催化环加成反应的影响因素 |
| 5.4.2 Zn-2PDC活化时配位水的移除以及结构的稳定性 |
| 5.4.3 反应参数优化 |
| 5.4.4 Zn-2PDC催化剂的循环性 |
| 5.4.5 Zn-2PDC对 CO_2与环氧化物衍生物的环加成反应 |
| 5.4.6 CO_2环加成反应机理探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）用于催化CO2化学固定的几种离子液体类催化剂的制备与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二氧化碳研究概况 |
| 1.1.1 二氧化碳的危害 |
| 1.1.2 二氧化碳的性质 |
| 1.1.3 二氧化碳的捕获 |
| 1.1.4 二氧化碳的利用 |
| 1.2 环状碳酸酯的研究 |
| 1.2.1 环状碳酸酯的应用 |
| 1.2.2 环状碳酸酯的制备 |
| 1.3 催化CO_2与环氧化物环加成研究进展 |
| 1.3.1 均相催化剂 |
| 1.3.2 非均相催化剂 |
| 1.4 本课题研究思路及主要内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 催化剂的表征 |
| 2.3.1 傅里叶红外光谱(FT-IR)表征 |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM)表征 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)表征 |
| 2.3.4 元素分析(EA)表征 |
| 2.3.5 热重分析(TGA)表征 |
| 2.3.6 全自动比表面和孔隙分析表征 |
| 2.3.7 X射线粉末衍射(XRD)表征 |
| 2.3.8 固体核磁碳谱-C-NMR表征 |
| 2.4 CO_2环加成反应 |
| 2.4.1 实验流程 |
| 2.4.2 产物的分析方法 |
| 第三章 聚合物微球嫁接醇胺离子液体催化合成环状碳酸酯及动力学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂的制备 |
| 3.3 催化剂的表征 |
| 3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征 |
| 3.3.2 SEM数据分析 |
| 3.3.3 X射线光电子能谱(XPS)表征 |
| 3.3.4 元素分析(EA) |
| 3.3.5 热重分析(TGA) |
| 3.3.6 固体C-NMR |
| 3.4 催化性能的研究 |
| 3.4.1 不同催化剂活性的研究 |
| 3.4.2 反应条件对催化过程的影响 |
| 3.4.3 对不同环氧化物的催化活性的探讨 |
| 3.4.4 催化剂性能的探讨 |
| 3.5 动力学研究 |
| 3.6 反应机理的研究 |
| 3.7 本文小结 |
| 第四章 表面功能化的离子液体聚合物微球催化合成环状碳酸酯 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂的制备 |
| 4.3 催化剂的表征 |
| 4.3.1 FT-IR光谱分析 |
| 4.3.2 SEM分析 |
| 4.3.3 X射线光电子能谱(XPS)表征 |
| 4.3.4 元素分析(EA) |
| 4.3.5 热重分析(TGA) |
| 4.4 催化性能的研究 |
| 4.4.1 不同催化剂催化性能的探讨 |
| 4.4.2 反应条件对催化性能的影响 |
| 4.4.3 对不同种类的环氧化物的催化活性的探讨 |
| 4.4.4 催化剂的循环使用性 |
| 4.4.5 催化机理的探究 |
| 4.5 本文小结 |
| 第五章 铜掺杂季铵化的三功能金属有机骨架催化合成环状碳酸酯 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂的制备 |
| 5.3 催化剂的表征 |
| 5.3.1 FT-IR光谱分析 |
| 5.3.2 SEM数据分析 |
| 5.3.3 XPS数据分析 |
| 5.3.4 XRD粉末衍射表征 |
| 5.3.5 BET数据分析 |
| 5.3.6 TGA数据分析 |
| 5.4 催化性能的研究 |
| 5.4.1 不同催化剂活性的研究 |
| 5.4.2 对不同环氧化物的催化活性的探讨 |
| 5.4.3 催化剂催化性能的探讨 |
| 5.5 催化剂机理的探讨 |
| 5.6 本文小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）多位点离子液体催化合成环状碳酸酯的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 环状碳酸酯的合成及发展 |
| 1.1.1 二氧化碳的排放及利用 |
| 1.1.2 环状碳酸酯的合成工艺 |
| 1.2 环加成反应催化剂 |
| 1.2.1 均相催化剂 |
| 1.2.2 非均相催化剂 |
| 1.3 课题研究思路和主要内容 |
| 第2章 多位点离子液体的合成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要仪器 |
| 2.2.2 主要原料和试剂 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.4 离子液体评价 |
| 2.3 离子液体的表征与评价 |
| 2.3.1 离子液体核磁表征 |
| 2.3.2 离子液体热重分析 |
| 2.3.3 离子液体的活性评价 |
| 2.3.4 环加成反应条件的优化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 SBA-15负载离子液体用于催化环加成反应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要仪器 |
| 3.2.2 主要原料和试剂 |
| 3.2.3 负载催化材料的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 红外表征 |
| 3.3.2 BET分析 |
| 3.3.3 元素分析 |
| 3.3.4 热重 |
| 3.3.5 SEM和TEM |
| 3.3.6 小角XRD分析 |
| 3.3.7 负载催化材料的活性评价 |
| 3.3.8 催化材料寿命考察 |
| 3.3.9 反应机理探索 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多位点离子液体限域催化环加成反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要仪器 |
| 4.2.2 主要原料和试剂 |
| 4.2.3 限域催化材料的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 热重 |
| 4.3.2 元素分析 |
| 4.3.3 BET分析 |
| 4.3.4 SEM |
| 4.3.5 红外表征 |
| 4.3.6 XRD表征 |
| 4.3.7 限域催化材料的活性评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）新型胍离子液体和氮杂环卡宾金催化剂的制备及其在二氧化碳化学转换中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 离子液体在CO_2 化学转化中的应用 |
| 1.2.1 离子液体催化CO_2 转化为C-N键的反应 |
| 1.2.2 离子液体催化CO_2 转化为C-O键的反应 |
| 1.3 负载型离子液体催化剂在CO_2 转化中的应用 |
| 1.3.1 硅材料负载离子液体催化剂 |
| 1.3.2 碳纳米材料负载离子液体催化剂 |
| 1.3.3 糖类聚合物负载离子液体催化剂 |
| 1.3.4 聚离子液体多孔有机聚合物催化剂 |
| 1.4 金催化剂在CO_2 化学固定中的应用 |
| 1.5 研究意义和思路 |
| 第二章 胍类离子液体的制备及其在选择性催化CO_2参与的胺甲酰化,胺甲基化反应中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 胍类离子液体的合成 |
| 2.2.2 胍类离子液体催化剂的筛选 |
| 2.2.3 反应条件的优化 |
| 2.2.4 底物普适性的考察 |
| 2.2.5 胍类离子液体的循环能力考察 |
| 2.2.6 推测的反应机理 |
| 2.3 本章小结 |
| 2.4 实验部分 |
| 2.4.1 试剂 |
| 2.4.2 催化剂的制备及催化循环实验操作 |
| 2.4.3 核磁数据 |
| 第三章 聚胍离子液体多孔有机聚合物的制备及其在CO_2参与的环加成反应中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 聚胍离子液体多孔有机聚合物的合成 |
| 3.2.2 催化剂的表征 |
| 3.2.3 聚胍离子液体催化剂的性能研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 3.4 实验部分 |
| 3.4.1 试剂 |
| 3.4.2 聚胍离子液体的制备及催化循环实验操作 |
| 3.4.3 核磁数据 |
| 第四章 氮杂环卡宾金多孔有机聚合物的制备及其在CO_2与炔丙胺环化反应中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 氮杂环卡宾金多孔有机聚合物的制备 |
| 4.2.2 催化剂的表征 |
| 4.2.3 氮杂环卡宾金多孔有机聚合物催化剂的性能研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 4.4 实验部分 |
| 4.4.1 试剂 |
| 4.4.2 催化剂的制备及催化循环实验操作 |
| 4.4.3 核磁数据 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（8）环氧化物与CO2环加成反应多相催化剂的设计合成（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 二氧化碳催化转化 |
| 1.2 环状碳酸酯 |
| 1.3 二氧化碳环加成反应催化剂 |
| 1.3.1 均相催化剂 |
| 1.3.1.1 碱金属及有机膦化合物催化剂 |
| 1.3.1.2 有机碱催化剂 |
| 1.3.1.3 金属配合物催化剂 |
| 1.3.1.4 离子液体催化剂 |
| 1.3.2 非均相催化剂 |
| 1.3.2.1 金属氧化物催化剂 |
| 1.3.2.2 分子筛及粘土类催化剂 |
| 1.3.2.3 负载型催化剂 |
| 1.3.2.4 聚离子液体催化剂 |
| 1.3.2.5 金属有机骨架(MOF)催化剂 |
| 1.3.2.6 碳材料催化剂 |
| 1.3.2.7 其他非均相催化剂 |
| 1.4 本论文主要研究思路和内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 催化剂的合成 |
| 2.4 催化剂的表征 |
| 2.4.1 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.4.2 傅立叶变换红外光谱(FT-IR) |
| 2.4.3 紫外可见漫反射光谱(UV-Vis) |
| 2.4.4 扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDX) |
| 2.4.5 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4.6 氮气物理吸附 |
| 2.4.7 ~(13)C交叉极化/魔角旋转核磁共振(~(13)C CP MAS/NMR) |
| 2.4.8 热重分析(TGA) |
| 2.4.9 有机元素分析 |
| 2.4.10 X射线荧光衍射(XRF) |
| 2.4.11 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP/OES) |
| 2.4.12 CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD) |
| 2.5 二氧化碳与环氧化物环加成反应 |
| 3 离子液体功能化MIL-101(Cr)催化CO_2环加成反应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂合成 |
| 3.3 催化剂表征 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 FT-IR分析 |
| 3.3.3 SEM和EDX分析 |
| 3.3.4 N_2物理吸附 |
| 3.3.5 CO_2-TPD分析 |
| 3.4 催化剂的催化性能 |
| 3.4.1 逐步修饰催化剂催化性能 |
| 3.4.2 反应条件影响 |
| 3.4.3 不同碳链长度离子液体修饰催化剂的催化性能 |
| 3.4.4 不同MOF催化剂催化性能对比 |
| 3.4.5 不同环状碳酸酯合成 |
| 3.4.6 MIL-101-IMBr-6重复使用性 |
| 3.4.7 反应机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 介孔钛硅分子筛催化CO_2环加成反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂合成 |
| 4.2.1 MTS-1合成 |
| 4.2.2 酸处理MTS-1(3)-AS |
| 4.2.3 其他催化剂合成 |
| 4.3 催化剂表征 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 FT-IR分析 |
| 4.3.3 UV-Vis和XRF分析 |
| 4.3.4 N_2物理吸附 |
| 4.3.5 ~(13)C CP MAS/NMR分析 |
| 4.3.6 TG分析 |
| 4.3.7 SEM和TEM分析 |
| 4.3.8 吸附CO_2前后MTS-1(3)-AT-2的傅里叶变换红外光谱 |
| 4.4 催化剂的环加成反应性能 |
| 4.4.1 催化剂中骨架钛及有机物种的催化作用 |
| 4.4.2 PDDA/SiO_2质量比对催化剂性能的影响 |
| 4.4.3 盐酸处理浓度对催化剂催化性能影响 |
| 4.4.4 反应条件影响 |
| 4.4.5 MTS-1(3)-AT-2在不同溶剂和不同环氧化物体系的催化性能 |
| 4.4.6 MTS-1-AT-2的重复使用性 |
| 4.4.7 反应机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 有机无机杂化介孔钛硅催化剂催化CO_2环加成反应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂合成 |
| 5.2.1 Ti-mSiO_2合成 |
| 5.2.2 Ti-mordenite合成 |
| 5.2.3 其他催化剂合成 |
| 5.3 催化剂表征 |
| 5.3.1 XRD和SEM分析 |
| 5.3.2 FT-IR分析 |
| 5.3.3 UV-Vis分析 |
| 5.3.4 N_2物理吸附 |
| 5.3.5 TGA分析 |
| 5.4 Ti-mSiO_2催化剂的催化性能 |
| 5.4.1 钛物种与PDDA的催化作用 |
| 5.4.2 催化剂用量影响 |
| 5.4.3 反应动力学 |
| 5.4.4 转化频率计算 |
| 5.4.5 不同环状碳酸酯的合成及多种催化剂催化性能比较 |
| 5.4.6 Ti-mSiO_2(3)的重复使用性能 |
| 5.4.7 反应机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 酸碱双功能铁基介孔催化剂催化CO_2环加成反应 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 催化剂合成 |
| 6.2.1 Fe-MCM-41-AS合成 |
| 6.2.2 Fe-HMS-AS合成 |
| 6.2.3 其他催化剂合成 |
| 6.2.4 表面活性剂脱除 |
| 6.3 催化剂表征 |
| 6.3.1 XRD分析 |
| 6.3.2 FT-IR分析 |
| 6.3.3 UV-Vis分析 |
| 6.3.4 N_2物理吸附 |
| 6.3.5 SEM相TEM分析 |
| 6.3.6 TG和元素分析 |
| 6.4 催化剂的催化性能 |
| 6.4.1 催化剂在CO_2与ECH环加成反应中的催化性能 |
| 6.4.2 不同环状碳酸酯合成 |
| 6.4.3 Fe-HMS(2)和Fe-MCM-41(2)的重复使用性能 |
| 6.5 催化性能比较 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）双功能有机催化剂的合成及在CO2环加成反应中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 CO_2转化与利用的研究进展 |
| 1.2 金属催化剂催化合成环状碳酸酯 |
| 1.2.1 铝催化剂 |
| 1.2.2 钴催化剂 |
| 1.2.3 铜催化剂 |
| 1.2.4 铁催化剂 |
| 1.2.5 锌催化剂 |
| 1.3 有机催化剂催化合成环状碳酸酯 |
| 1.3.1 磷酸盐催化剂 |
| 1.3.2 咪唑盐催化剂 |
| 1.3.3 铵盐催化剂 |
| 1.3.4 羟基功能化催化剂 |
| 1.3.5 有机双功能催化剂 |
| 1.4 恶唑烷酮的合成 |
| 1.5 选题依据 |
| 第二章 双功能有机催化剂的合成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主要仪器与试剂 |
| 2.2.1 主要仪器 |
| 2.2.2 主要试剂 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 实验步骤 |
| 2.3.2 双功能咪唑盐催化剂的结构 |
| 2.3.3 双功能咪唑盐催化剂的表征 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 双功能催化剂催化制备环状碳酸酯 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主要仪器与试剂 |
| 3.2.1 主要仪器 |
| 3.2.2 主要试剂 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 反应条件的优化 |
| 3.3.2 底物普适性研究 |
| 3.3.3 反应机理研究 |
| 3.3.4 催化剂循环实验 |
| 3.4 实验部分 |
| 3.4.1 实验过程 |
| 3.4.2 产物数据表征 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 双功能催化剂催化制备恶唑烷酮 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主要仪器与试剂 |
| 4.2.1 主要仪器 |
| 4.2.2 主要试剂 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 反应条件的优化 |
| 4.3.2 底物普适性研究 |
| 4.3.3 反应机理研究 |
| 4.4 实验部分 |
| 4.4.1 实验过程 |
| 4.4.2 产物数据表征 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 附图 |
| 石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表 |
（10）功能化吡唑类离子液体的合成及其催化CO2环加成反应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 二氧化碳利用的研究概况 |
| 1.2 CO_2的吸收 |
| 1.2.1 CO_2的化学转化 |
| 1.3 环状碳酸酯的合成方法 |
| 1.3.1 环状碳酸酯的传统合成方法 |
| 1.3.2 金属氧化物催化剂 |
| 1.3.3 Lewis酸催化剂 |
| 1.3.4 有机碱催化剂 |
| 1.4 离子液体催化CO_2的环加成反应制备环状碳酸酯 |
| 1.4.1 离子液体的独特性质 |
| 1.4.2 非功能化离子液体催化CO_2的环加成反应 |
| 1.4.3 功能化离子液体催化CO_2的环加成反应 |
| 1.5 吡唑类离子液体 |
| 1.6 课题的提出 |
| 1.6.1 选题背景与意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 2 氨基功能化吡唑类离子液体的合成及对催化CO_2的环加成反应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 本实验主要的仪器和设备 |
| 2.2.3 氨基功能化吡唑类离子液体的合成与表征 |
| 2.2.4 CO_2与环氧化合物的环加成反应 |
| 2.2.5 计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 氨基吡唑离子液体的合成及其性能 |
| 2.3.2 催化效果研究 |
| 2.3.3 反应条件优化 |
| 2.3.4 催化剂的重复使用性 |
| 2.3.5 底物适用性 |
| 2.3.6 反应机理 |
| 2.3.7 AIM和NCI分析 |
| 2.6 结论 |
| 参考文献 |
| 3 羧基功能化吡唑类离子液体的合成及其催化CO_2环加成反应 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验和理论细节 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 本实验主要的仪器和设备 |
| 3.2.3 羧基功能化吡唑类离子液体的合成 |
| 3.2.4 CO_2和PO偶联反应生成PC |
| 3.2.5 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同离子液体的影响 |
| 3.3.2 反应条件的影响 |
| 3.3.3 催化剂的可回收性和底物适用性 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 4 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 5 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
四、锌离子液体系高效催化合成环状碳酸酯（论文参考文献）
- [1]酰胺衍生基功能材料合成及在CO2吸附与催化转化中的应用[D]. 赵鹏辉. 青岛科技大学, 2021(02)
- [2]含氢键供体离子液体催化CO2耦合合成环状碳酸酯[D]. 杨朝琨. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]功能化聚合离子液体催化CO2合成环状碳酸酯的研究[D]. 勾海镔. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2021(01)
- [4]基于含氮杂环羧酸配体构建锌基MOFs及其催化CO2转化利用[D]. 李一星. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [5]用于催化CO2化学固定的几种离子液体类催化剂的制备与研究[D]. 卢金凯. 广西大学, 2021
- [6]多位点离子液体催化合成环状碳酸酯的研究[D]. 时自洁. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2020(02)
- [7]新型胍离子液体和氮杂环卡宾金催化剂的制备及其在二氧化碳化学转换中的应用[D]. 曹昊天. 华东师范大学, 2020(12)
- [8]环氧化物与CO2环加成反应多相催化剂的设计合成[D]. 刘丹. 大连理工大学, 2019(06)
- [9]双功能有机催化剂的合成及在CO2环加成反应中的应用[D]. 刘铨瑶. 石河子大学, 2019(01)
- [10]功能化吡唑类离子液体的合成及其催化CO2环加成反应的研究[D]. 张景顺. 河南大学, 2019(01)