温和条件下电催化CO_2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

在常温常压下研究了CO2的电化学活化及其与环氧丙烷反应合成碳酸丙烯酯,考察了支持电解质对碳酸丙烯酯产率的影响.结果表明,含有Br-的支持电解质对合成碳酸丙烯酯起到明显的催化效果.在实验研究基础上,对反应机理进行了初步推测,认为Mg2+起到路易斯酸的作用并与环氧丙烷的氧原子配位,同时Br-作为亲核试剂进攻环氧丙烷的C-O键使其断裂开环,形成的中间物与CO2还原产生的活化物质结合形成碳酸丙烯酯.

电催化活化二氧化碳合成苯氨基甲酸乙酯

在常温常压下,通过循环伏安法探讨了Ni(bpy)3Cl2催化剂对CO2间接电化学活化的机理及CO2与苯胺、碘乙烷合成苯氨基甲酸乙酯的反应机理.结果表明,Ni(bpy)3Cl2催化剂对CO2的活化具有很高的催化效率,DMF溶液中加入Ni(bpy)3Cl2催化剂可使CO2的电化学还原电位由-2.3V移到-1.6V,从而可大大改善合成苯氨基甲酸乙酯反应的条件,苯氨基甲酸乙酯的选择性可达100%.考察了催化剂用量、电解电位、工作电极材料、温度和支持电解质及通电量对苯氨基甲酸乙酯收率的影响.结果表明,在优化的条件下,苯氨基甲酸乙酯的收率为60.8%.

温和条件下电活化CO_2合成碳酸二甲酯

在含0.1mol/L四乙基铵四氟硼酸盐的乙腈和N,N-二甲基甲酰胺溶液中,研究了CO2在铜电极上的循环伏安行为。结果表明,CO2在电位E=-2.3V(vs.Ag/AgI)发生不可逆还原。在常压CO2气气氛下,含0.1mol/L四乙基铵四氟硼酸盐的乙腈溶液的一室型电解池中,以镁为牺牲阳极,铜为工作电极,Ag/AgI电极为参比电极,在一定电位下电解时,CO2可以被电活化并与甲醇反应,加入烷基化试剂碘甲烷后可得碳酸二甲酯(DMC)。该合成方法安全清洁、体系简单、实验条件温和。考察了电解电位、通电量、反应温度、支持电解质、溶剂、电极材料等对电解产率的影响。确定当E=-2.3V(vs.Ag/AgI),通电量为理论电量,以四乙基铵四氟硼酸盐为支持电解质,乙腈为溶剂,在25℃和常压下反应,DMC产率最高,为14.92%。表明以CO2和甲醇为原料在温和条件下(PCO2=1.0atm,T=25℃)电合成制备DMC具有一定的可行性。

循环伏安法研究CO_2电还原行为

运用循环伏安法研究常压条件下,以乙腈为介质,电极材料和温度对二氧化碳(CO2)电还原行为的影响。CO2还原是不可逆的还原过程,在电极表面得到电子生成了[CO2.]-,电极材料本身性质的差别会导致CO2的还原峰电位和峰电流有所差别,温度的升高有利于CO2的还原但不利于它在溶液中的溶解。