一种复合型高分子催化剂及其制备方法、应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115739179A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211355409.6(22)申请日2022.11.01(71)申请人南京大学地址210000江苏省南京市栖霞区仙林大道163号(72)发明人刘甲周政袁静波张志炳禹婷刘颖王燚刘岩安继港(74)专利代理机构北京中索知识产权代理有限公司11640专利代理师隋晓勇(51)Int.Cl.B01J31/06(2006.01)C07D317/36(2006.01)B01J8/00(2006.01)B01J8/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称地，所述R1为长碳链烷基，所述长碳链烷基为一种复合型高分子催化剂及其制备方法、应C16‑18的烷基。本发明所提供的催化剂催化稳定用性高、二氧化碳吸收与活化能力强、可显著降低(57)摘要反应压力。本发明提供了一种复合型高分子催化剂及其制备方法、应用，其中，所述复合型高分子催化剂的化学结构式如下所示：其中，R1为长碳链烷基和短碳链烷基中的一种，所述长碳链烷基为C13‑20的直链或支链烷基，所述短碳链烷基为C3‑6的直链或支链烷基，所述R2为C2‑3的烷基，x为2‑7的整数，y为600‑1200的整数，i为0‑5的整数；CN115739179A优选地，所述R2为C2的烷基，所述R2为C2H4；优选CN115739179A权利要求书1/2页1.一种复合型高分子催化剂，其特征在于，所述复合型高分子催化剂的化学结构式如下所示：其中，R1为长碳链烷基和短碳链烷基中的一种，所述长碳链烷基为C13‑20的直链或支链烷基，所述短碳链烷基为C3‑6的直链或支链烷基，所述R2为C2‑3的烷基，x为2‑7的整数，y为600‑1200的整数，i为0‑5的整数；优选地，所述R1为长碳链烷基，所述长碳链烷基为C16‑18的烷基，所述R2为C2的烷基，所述R2为C2H4。2.权利要求1所述的复合型高分子催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：以氯甲基聚苯乙烯和聚乙烯亚胺为原料经搅拌生成复合型富胺基树脂，选用氢卤酸作为改性剂对复合型富胺基树脂进行改性后制备得到的；所述氢卤酸为氯化氢、溴化氢和碘化氢中的一种；优选地，所述氢卤酸选择为氯化氢。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺的加入量为所述氯甲基聚苯乙烯的3‑45wt％；优选地，所述聚乙烯亚胺的加入量为所述氯甲基聚苯乙烯的10‑20wt％；优选地，所述聚乙烯亚胺的加入量为所述氯甲基聚苯乙烯的15wt％；优选地，所述聚乙烯亚胺的相对分子质量为800‑50000；优选地，所述聚乙烯亚胺的相对分子质量为1200‑20000；优选地，所述聚乙烯亚胺的相对分子质量为2000。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述复合型富胺基树脂与所述氢氯酸的摩尔比为1：(1‑4)；优选地，所述复合型富胺基树脂与所述氢氯酸的摩尔比为1：2；优选地，所述搅拌的时间为8‑20h，所述搅拌的温度为20‑60℃；优选地，所述搅拌的时间为12h，所述搅拌的温度为35℃。5.一种环状碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：以破碎成微米级气泡的二氧化碳和环氧化合物为原料，以权利要求1所述的复合型高分子催化剂为催化剂，混合后进行环加成反应制备而成。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、丁基环氧乙烷、氧化苯乙烯、异丙基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚或氧化环己烯中的一种或几种的组合；2CN115739179A权利要求书2/2页优选地，所述环氧化合物选择为环氧丙烷。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述环加成反应的温度为60‑120℃，所述环加成反应的压力为0.09‑2.0MPa；优选地，所述环加成反应的温度为80℃，所述环加成反应的压力为0.1MPa。8.权利要求5‑7任一项所述的制备方法所适配的系统，其特征在于，包括用于破碎所述二氧化碳的微界面发生器，反应器、用于填充催化剂的催化剂固定床；所述微界面发生器安装于所述反应器的下端，所述催化剂固定床安装于所述反应器的内部，并且安装于所述微界面发生器的上端；所述微界面发生器的出口处安装有气泡分布器；所述气泡分布器呈锥形的安装于所述微界面发生器上，所述气泡分布器上开设有若干个分布孔。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述反应器与精馏塔连通，所述精馏塔处理后的反应产物一部分流入产物收集罐，另一部分反应产物经物料循环流入反应器底部。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述反应器与二氧化碳存储罐连通，连接口位于所述反应器的最低端，与所述微界面发生器连通；所述反应器与环氧化合物存储罐连通