鈰基固溶體上CO2和甲醇直接合成碳酸二甲酯

陳 磊，趙麗芳，王勝平，趙玉軍，馬新賓

（天津大學化工學院，綠色合成與轉化教育部重點實驗室，天津300072）

碳酸二甲酯 （DMC）是綠色無污染的化學品，具有廣泛的應用前景，如用于聚合物的合成、燃料添加劑以及綠色溶劑［1-2］，因此 DMC的研究受到社會廣泛關注。目前DMC常用的合成方法有甲醇氧化羰基化法、尿素醇解法和酯交換法［1-3］。在這些合成路線中，由CO2和甲醇直接合成DMC是最具吸引力的合成路線。不僅因為這個反應原子經濟性高、符合綠色化學的基本原則，還因為這個反應以CO2為原料可以緩解過量CO2造成的溫室效應。因此這個反應是近年來的研究熱點，多種催化劑被用于這個反應體系，包括有機金屬化合物［4］、ZrO2

［5-7］、CeO2［8-9］和Cu 基催化劑［10-11］等。這些催化劑中，ZrO2和CeO2表現出較好的活性，催化劑表面的酸堿性被認為與催化劑的活性有關［12-14］。La等［12］將磷鎢酸改性的鈰鈦固溶體 CexTi1-xO2用于DMC的合成研究中，研究結果得出由于H3PW12O40提供的B酸位和CexTi1-xO2提供的堿性位共同作用使得H3PW12O40/Ce0.1Ti0.9O2具有較好的催化活性。Lee［13］報道了 Ga改性后具有最大酸堿量的Ce0.6Zr0.4O2表現出最適宜的催化活性。

本研究通過向氧化鈰中摻雜不同金屬離子，形成保持氧化鈰晶型的固溶體結構，但同時調節催化劑表面的酸堿性，并結合催化劑的催化活性，確定催化劑的活性中心。

1 實驗部分

1.1 鈰基固溶體催化劑制備

試劑：硝酸鈰、檸檬酸、硝酸鑭，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；硝酸鋅、硝酸鎂、硝酸鋁，分析純，天津市風船化學試劑科技有限公司。

鈰基固溶體催化劑制備選用檸檬酸做絡合劑，其中摻雜金屬的物質的量占總物質的量5%，均以金屬硝酸鹽作為前驅體。……