本發(fā)明用m²⁺（cu、co、ni、zn中的一種或幾種）為中心離子，均苯三甲酸為配體，通過水熱合成法合成具有高比表面積和無磁性催化劑m-btc，在不同的反應(yīng)條件下應(yīng)用于二氧化碳與環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)具有高效催化作用。

背景技術(shù)：

二氧化碳作為一種可引起溫室效應(yīng)的氣體，對自然環(huán)境造成了很大的危害，但它又是珍貴的c1資源，具有產(chǎn)量豐富、無毒、廉價(jià)、不易燃等特點(diǎn)。近年來,化學(xué)固定co2越來越引起人們的關(guān)注,可以利用co2這種無毒、不易燃的原料得到高附加值的產(chǎn)品，符合綠色化學(xué)的要求，有較大的環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，利用co2和環(huán)氧化物反應(yīng)生成環(huán)狀碳酸酯是成功利用co2的成功例子之一，環(huán)狀碳酸酯廣泛地應(yīng)用在碳酸酯聚合物的生產(chǎn)、非質(zhì)子的極性溶劑、藥物和精細(xì)化工的中間體和石油添加劑等方面，催化co2和環(huán)氧化物反應(yīng)的催化劑有很多種，例如過渡金屬配合物，離子液體催化劑，季胺鹽，金屬鹵化物，金屬氧化物等，是眾所周知的。但目前使用的催化劑仍然存在催化活性不高、對空氣/水分敏感、合成困難、反應(yīng)需要加入有毒的有機(jī)溶劑等問題。因此，開發(fā)高效易得、性質(zhì)穩(wěn)定、條件溫和及環(huán)境友好的催化劑是該研究的核心。

在這方面mofs具有明顯的優(yōu)勢，mofs具有高度理想的特性，如高比表面積、秩序井然的多孔結(jié)構(gòu)和多樣化的手段用于功能化。m-btc配位聚合物具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，較大的比表面積，在電化學(xué)性能測試中具有非常好的表現(xiàn)，但在二氧化碳固定反應(yīng)中并沒有文獻(xiàn)公開報(bào)導(dǎo)。

本發(fā)明以m²⁺（cu、co、ni、zn中的一種或幾種）為中心離子，均苯三甲酸為配體，通過水熱法合成催化劑m-btc。在一系列反應(yīng)條件下催化二氧化碳與環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)，具有非常優(yōu)異的表現(xiàn)，此方法具有反應(yīng)條件溫和、簡單易行等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)驗(yàn)以m²⁺（cu、co、ni、zn中的一種或幾種）為中心離子，均苯三甲酸為配體，通過水熱法合成催化劑m-btc。并以此催化劑作為二氧化碳與環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)的催化劑，四丁基溴化銨為助催化劑，在合成環(huán)狀碳酸酯反應(yīng)中表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。操作步驟如下：

（1）以n,n-二甲基甲酰胺、乙醇、水為溶劑，加入一定量的m金屬鹽（cu、co、ni、zn中的一種或幾種）和一定量的均苯三甲酸，在水熱反應(yīng)釜中，用水熱合成法合成具有特殊形貌、高比表面積和無磁性的催化劑m-btc。m-btc催化劑對于二氧化碳與各類環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)具有高效的催化作用

（2）以m-btc作為二氧化碳與各類環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)的催化劑，在溫度為80-140℃，壓力為5bar-15bar，時(shí)間為2-14h，催化劑的量為20-80mg的條件下制備各類環(huán)狀碳酸酯，表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能，具有較高的選擇性及轉(zhuǎn)化率，并且可以回收重復(fù)利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例制備的m-btc催化劑的掃描電鏡圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備的m-btc催化劑回收重復(fù)利用后的的掃描電鏡圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例制備的m-btc催化劑催化二氧化碳與環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)溫度對其性能的影響。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例制備的m-btc催化劑催化二氧化碳與環(huán)氧化物環(huán)加成反應(yīng)時(shí)間對其性能的影響。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將cu-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例2：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將co-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例3：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將ni-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例4：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將zn-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例5：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將co/ni-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例6：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將cu/co-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例7：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將zn/ni-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例8：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將co/zn-btc催化劑50mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入20mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度110℃、壓力10bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例9：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的50ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將co-btc催化劑20mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入30mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度100℃、壓力15bar下反應(yīng)4h。

實(shí)施例10：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的50ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將co-btc催化劑80mg和環(huán)氧化物20mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入50mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度120℃、壓力8bar下反應(yīng)8h。

實(shí)施例11：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將ni-btc催化劑30mg和環(huán)氧化物30mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入30mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度120℃、壓力12bar下反應(yīng)6h。

實(shí)施例12：二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)在裝有磁力攪拌器的25ml不銹鋼高壓釜中進(jìn)行。首先將ni-btc催化劑80mg和環(huán)氧化物30mmol置于高壓反應(yīng)釜中，加入30mg助催化劑（四丁基溴化銨），通入一定量的二氧化碳，在溫度100℃、壓力12bar下反應(yīng)6h。