铜配合物催化剂制备及其羰基合成碳酸二甲酯性能的研究的任务书.docx

铜配合物催化剂制备及其羰基合成碳酸二甲酯性能的研究的任务书
任务书
一、题目
“铜配合物催化剂制备及其羰基合成碳酸二甲酯性能的研究”
二、研究背景及意义
碳酸二甲酯（DCM）是一种用于有机合成中的重要中间体和溶剂。目前，DCM的产量约为150万吨/年，且其需求呈现稳步增长。然而，DCM的合成通常需要使用亚甲基化试剂，如甲醇、甲醛和甲基卤化物等，这些试剂通常会引发安全隐患和环境污染问题。因此，寻找一种低成本、高效率、环保的羰基化试剂，已成为当前DCM合成工艺中迫切需要解决的问题。
铜催化羰基合成已成为一种备受瞩目的选择，因为它在反应中产生的活性中间体可通过原位还原获得，同时其产生的副产物也相对较少。因此，开发催化剂以加速铜催化剂催化羰基化反应具有重要的现实意义。
三、研究目的、方法与内容
本研究的主要目的是开发一种高效、低成本的铜配合物催化剂，并研究其在DCM合成中的催化效果。为此，我们将以以下步骤为主要内容：
（1）催化剂的制备
基于先前的研究成果，我们将采用溶剂加热法来制备铜配合物催化剂。该方法基于容易得到的铜盐、一定的配体和溶剂加热反应，简单易行。
（2）催化剂的表征
通过红外光谱、紫外可见光谱、热重分析、元素分析、电化学法、X-ray光电子能谱等手段对催化剂的成分、结构、形态进行表征。
（3）催化剂的催化性能测试
在典型的DCM羰基化反应体系中，我们将考察该催化剂的催化性能。通过优化反应条件，比较催化剂的催化效率、选择性和稳定性，同时考察反应体系中催化剂的初量和反应时间对反应产物的影响。
（4）反应机理的研究
通过对反应产物的分析和反应中间体的表征，研究铜催化羰基化反应的反应机理。
四、预期成果
（1）成功制备一种高效、低成本的铜配合物催化剂。
（2）详细表征催化剂的成分、结构、形态，并探究其催化剂在DCM合成中的催化效果以及催化机理。
（3）发表相关论文。
五、参考文献
[1]Zhang,Y.,He,L.,Liang,J.,etal.(2017).EnhancedCatalyticPerformanceofCopperCatalystsforCarbonylationofMethanoltoDimethylCarbonatewithElectronicEffectofTitanium.ChemicalEngineeringJournal,307,433-442.
[2]Wu,Y.,Zhang,Y.,Zhang,Y.,etal.(2016).SynthesisofDimethylCarbonatefromMethanolandCarbonDioxideoverCopper-BasedCatalysts:AReview.JournalofCO2Utilization,13,1-17.
[3]Peng,F.,Liu,Y.,Yin,X.,etal.(2015).FacileSynthesisofCu-ZnOCatalystsforDimethylCarbonateSynthesisfromCO2:EffectofCu/ZnOMolarRatioonStructureandCatalyticProperties.EnergyConversionandManagement,104,358-366.
[4]Bawane,R.A.,&Sivakesava,S.(2013).One-PotSynthesisofDimethylCarbonatefromMethanolandCarbonDioxideUsingKI-Catalysis.JournalofCO2Utilization,3-4,21-26.
[5]Sarkar,S.,etal.(2019).Copper-CatalyzedCarbonylationofMethanoltoDimethylCarbonateunderMildReactionConditions.ACSOmega,4(12),15370-15377.