二氧化碳转化为碳酸丙烯酯的研究

1绪论...........................................................................................................................................................21.1课题意义..........................................................................................................................................21.2二氧化碳回收利用状况及前景......................................................................................................31.2.1二氧化碳的物理应用.........................................................................................................31.2.1.4物理其他应用..........................................................................................................................41.2.2化学应用.............................................................................................................................41.2.3生物利用.............................................................................................................................71.3碳酸丙稀酯的研究与利用............................................................................................................81.4CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的催化剂研究进展.................................................................91.4.1均相催化体系...................................................................................................................101.4.2非均相催化体系...............................................................................................................131.5本课题的研究目的和主要研究内容..........................................................................................152实验部分.................................................................................................................................................162.1实验试剂和仪器..........................................................................................................................162.1.1实验试剂...........................................................................................................................162.1.2实验仪器..............................................................................................................................162.2实验过程........................................................................................................................................172.2.1二氧化碳与环氧丙烷反应...............................................................................................172.2.2产物定性分析.....................................................................................................................172.2.3产物定量分析：...............................................................................................................192.2.4讨论.....................................................................................................................................213结论.........................................................................................................................................................24致谢...............................................................................................................................................................28二氧化碳转化为碳酸丙烯酯的研究1绪论1.1课题意义二氧化碳作为生命活动的代谢产物和工业副产品存在于自然界中，主要来源于火力发电、建材、钢铁、石油化工、汽车尾气、合成氨、制氧、乙醇、冶炼、天然气加工、天然二氧化碳气田等。因为二氧化碳具有保温的作用，当空气二氧化碳超过一定浓度时,可形成温室效应,致使地球表面温度升高。近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5—4.5℃。由温室效应所引起的海平面升高，也会对人类的生存环境产生巨大的影响。我国和世界二氧化碳排放的状况[1]中国与世界二氧化碳排放量对比表（×108t）表1-1年份197120022005201020202030中国8.0933.0738.0043.8657.6871.44世界139.56235.79273.50278.17332.26382.14有人预测从2002年至2030年，这28年间，世界排放二氧化碳净增150×108t，而中国将净增38.37×108t，其二氧化碳排放净增量，中国将占世界二氧化碳排放净增量的1/4以上（如表1所示）我国能源消费结构如下图1.1所示：图1.1我国能源消费结构消费图低效、高污染能源（煤炭）我国能源消耗中占有很大的比重，而高效清洁能源（电能、石油、天然气）只占一小部分，这种结构不仅造成能源大量的浪费，而且对极大的污染了环境。面对这样的局面，我国工业要走可持续发展道路，二氧化碳又是一种用途广泛的资源,在工业和国民经济各部门具有广泛的应用价值。近年来,为了充分利用这一资源，中国成立了许多研究课题组。世界各国也竞相开发利用,二氧化碳市场不断扩大,国内外市场前景看好。1.2二氧化碳回收利用状况及前景二氧化碳的作为造成全球变暖的主要因素之一，温室气体二氧化碳的减排乃至降低其在大气中的浓度，已成为各国共同面对的重大挑战。近几年，CO2的应用领域得到了广泛开拓，除了众所周知的碳酸饮料、消防灭火外，工业、农业、国防、医疗等部门都在使用CO2。科学研究已经证明，CO2具有较高的民用和工业价值。1.2.1二氧化碳的物理应用CO2常温常压下为无色无味的气体，由于其有易液化或固化、使用方便、安全无毒等优势，在物理方面的综合应用范围逐渐扩大，使用量也逐年增加。1.2.1.1焊接应用CO2保护焊接是高效率、低成本、低能耗、省时省力的焊接方法。焊接时不易产生冷裂纹、操作简单、焊接电弧可见性好、焊接变形小等优点。从功效方面来讲，自动CO2气体保护焊接是手工电弧焊的2~5倍。在发达工业国家CO2保护焊占67%。全球平均为23%，而我国仅占全部焊接5%，发展前景十分可观。1.2.1.2食品与农业应用液体CO2目前在全球食品加工行业中有着广泛的应用。CO2气调法贮存食品，干冰速冻，都能使食品保存期延长且味鲜如初，而且还能起到防霉和抑制细菌的作用。由于CO2操作性能良好、致冷速度快、不浸湿和不污染食品，干冰和液体CO2被广泛应用于食品、果蔬、海产品、水产品、鲜肉及制品、奶酪制品及航空食品等方面保鲜、保存、运输等环节。CO2制植物气肥是加大植物生长空间中的CO2浓度，增加植物的干物质，从而达到增产的目的，目前，我国许多省已推广应用CO2气体肥料技术，提高大棚蔬菜优质、高产水平。CO2也可用作汽水、啤酒、可乐、碳酸饮料等充气添加剂，使水溶液呈弱酸性，赋予饮料特殊口味时同时能提高防腐性能。啤酒饮料等也是食品级CO2一个重要的应用领域。全球人均饮料消耗量约为21.3kg/a[2]，而我国远远低于其平均水平，况且人均饮料消耗量是衡量一个国家啤酒饮料发展水平的重要标准。作各种食品的冷冻、冷藏剂。因此对于我们这样的农业大国，食品的冷冻、冷藏、保鲜是CO2的一个巨大潜能市场，对发展都市型农业、都市型食品加工等颇有意义。1.2.1.3CO2提高油田采油率利用CO2提高油田采油率，在高压下将CO2注入油田后，与油、水相混，由于二氧化碳在油中溶解度很高，当原油中溶解大量CO2时，原油的体积就会膨胀，引起黏度下降，同时可以降低油水间的界面张力。二氧化碳驱油与其他驱油技术相比，具有驱油成本低、适用范围大、采收率提高显著等优点。二氧化碳驱油一般可提高原油采收率7%～15%，延长油井生产寿命15～20年，使许多枯井起死回生。国际能源机构评估认为，全世界打约有3000亿～6000亿的石油资源桶适合二氧化碳驱油开发[3]。据统计，世界二氧化碳提高采油率产量占总提高产量的14.4%以上。二氧化碳被注入井下后，约有一半会随着油田伴生气排出地面，可以进一步回收利用；其余部分溶于残存的油、水中及吸附于地下孔隙而被永久封存于地下。目前我国胜利、吉林、辽河、新