的制备方法及应用
【专利说明】-种铜簇催化剂Cu6 (μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DMA) 6的制备方法及应 用 【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业排放〇)2的化学转化技术，特别是一种铜簇催化剂Cu 6 (μ 4-〇) 2 (so4) 4 (DMA) 6的制备方法及应用。 【【背景技术】】
[0002] CO2是引起温室效应的主要气体，它的急剧增加引起了全球的关注。因此，迫切需 要发展可行的捕获或分离CO2的技术来消除CO2。虽然利用氨溶液通过化学吸附的方式来 消除CO2已经应用于工业上，但是却存在耗能高和腐蚀性强等缺点。还有，各种多孔材料如 沸石、活性炭、介孔硅、氧化铝以及共轭微孔高聚物等被用来捕获CO2，却由于多种原因都无 法有效的消除CO2。另外，无毒且储量丰富的CO2又是构成各种各样的有机化学品的Cl单 元，例如聚氨酯橡胶、甲酸、碳酸二甲酯、环状碳酸酯、N，N-双取代的尿素酶等。其中通过CO2与环氧烷烃的环加成作用生成环状碳酸酯是一种重要的消除CO2方式，同时得到的环状碳 酸酯是良好的极性非质子溶剂，也可以用作电池电解液，同时也是精细化工、药物合成和高 聚物合成的前驱体。目前在该研宄领域中，均相催化剂以及异相催化剂均得到良好的发展。 虽然异相催化剂的发展解决了分离难的问题，但却存在着催化活性低、反应条件苛刻（高 温高压）以及有些还必须有共溶剂存在等问题。而均相催化剂具有良好的催化活性，甚至 有些催化剂在温和的条件下就可以实现CO2转化成环状碳酸酯，但是催化剂的成本相对较 高同时催化剂的分离问题也限制了其广泛应用。因此，设计合成能够在温和的条件下催化 转化CO2生成环状碳酸酯并且易分离的廉价的新型催化剂是非常有必要的。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明的发明目的是为了解决上述存在的问题，提供一种铜簇催化剂Cu6 ( μ 4_0) 2(SO4) 4 (DM) 6的制备方法及应用，i亥制备方法简单易行，利用i亥催化剂在温和的反应条件下 可将〇)2与环氧丙烷反应转化为环状碳酸酯。
[0004] 本发明的技术方案：
[0005] -种铜簇催化剂Cu6 ( μ 4_0) 2 (SO4) 4 (DMA) 6的制备方法，步骤如下：
[0006] 将有机配体和三水硝酸铜加入到N，N-二甲基乙酰胺和有机溶剂混合液中，在常 温下超声30min ;然后置于烘箱中KKTC下干燥120h，将所得晶体用乙腈清洗3-6次，得到 绿色晶体状铜簇催化剂Cu6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DMA) 6。
[0007] 所述有机配体为L-半胱氨酸盐酸盐或2, 4-四氢噻唑二酸；有机溶剂为乙腈或甲 苯；有机配体、三水硝酸铜、N，N-二甲基乙酰胺和有机溶剂的摩尔比为！1:2:1075:481。
[0008] -种所制备的铜簇催化剂Cu6 ( μ 4_0) 2 (SO4) 4 (DMA) 6的应用，用于在温和的反应条 件下催化CO2与环氧烷烃反应将CO 2转化为环状碳酸酯，方法如下：
[0009] 将制得的铜簇催化剂Cu6 ( μ 4_0) 2 (SO4) 4 (DMA) 6催化剂与四丁基溴化铵和环氧烷烃 均匀混合，通入压力为一个大气压的CO2，在25°C的条件下搅拌反应48-60h，得到环状碳酸 酯。
[0010] 所述四丁基溴化铵与环氧烷烃的质量比为1:14 ;铜簇催化剂Cu6(y4-0)2(S04) 4(D MA) 6与四丁基溴化铵的质量比为1:5-7. 25。
[0011] 本发明铜簇催化剂Cu6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DMA) 6催化环氧烷烃与CO 2的反应式如下所 示：
[0012]
【主权项】
1. 一种铜簇催化剂Cu 6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DM) 6的制备方法，其特征在于步骤如下： 将有机配体和三水硝酸铜加入到N，N-二甲基乙酰胺和有机溶剂混合液中，在常温下 超声30min ;然后置于烘箱中KKTC下干燥120h，将所得晶体用乙腈清洗3-6次，得到绿色 晶体状铜簇催化剂Cu6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DMA) 6。
2. 根据权利要求1所述铜簇催化剂Cu 6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DM) 6的制备方法，其特征在于： 所述有机配体为L-半胱氨酸盐酸盐或2, 4-四氢噻唑二酸；有机溶剂为乙腈或甲苯；有机 配体、三水硝酸铜、Ν，N-二甲基乙酰胺和有机溶剂的用量比摩尔比为：1:2:1075:481。
3. -种权利要求1所制备的铜簇催化剂Cu 6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DM) 6的应用，其特征在于： 用于在温和的反应条件下催化CO2与环氧烷烃反应将CO 2转化为环状碳酸酯，方法如下： 将制得的铜簇催化剂Cu6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DM) 6催化剂与四丁基溴化铵和环氧烷烃均匀 混合，通入压力为一个大气压的CO2，在25°C的条件下搅拌反应48-60h，得到环状碳酸酯。
4. 根据权利要求3所述铜簇催化剂Cu 6 ( μ 4-0) 2 (SO4) 4 (DM) 6的应用，其特征在于：所述 四丁基溴化铵与环氧烷烃的质量比为1:14 ;铜簇催化剂Cu6(U4-O)2(SO4) 4(DM)6与四丁基 溴化铵的质量比为1:5-7. 25。
【专利摘要】一种铜簇催化剂Cu6(μ4-O)2(SO4)4(DMA)6的制备方法，将有机配体L-半胱氨酸盐酸盐或2,4-四氢噻唑二酸和三水硝酸铜加入到N,N-二甲基乙酰胺和有机溶剂混合液中，在常温下超声30min；然后置于烘箱中100℃下干燥120h，将所得晶体用乙腈清洗3-6次，得到目标物。所制备的铜簇催化剂Cu6(μ4-O)2(SO4)4(DMA)6用于在温和条件下催化CO2与环氧烷烃和四丁基溴化铵反应生成环状碳酸酯。本发明的优点是：制备方法简单易行、成本低廉且容易除去，产率达50-98％；制得的催化剂有高密度的路易斯酸位点，因而展现了优良的催化性能。
【IPC分类】C07D317-36, B01J31-22
【公开号】CN104826659
【申请号】CN201510185705
【发明人】程鹏, 于帅帅, 马建功
【申请人】南开大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月17日