Page 53 - 《精细化工》2020年第12期

第 37 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.37, No.12
2020 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2020

综论
多孔材料在催化 CO 与环氧化物
2

环加成反应中的研究进展

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罗晓菲，支云飞 ，陕绍云 ，苏红莹，胡 帅，刘云利
（昆明理工大学 化学工程学院，云南 昆明 650500）

摘要：以 CO 2 为原料与环氧化物合成环状碳酸酯是实现 CO 2 资源利用最为有效的途径之一，也是缓解温室效应
的有效方式之一。在该反应中催化剂的选择至关重要，多孔材料由于具有相对密度低、强度高、比表面积大、
稳定性好、合成方法多样等优点而被广泛应用于催化 CO 2 环加成。该文重点综述了近年来无机多孔材料、多孔
有机聚合物材料、金属有机骨架材料在催化 CO 2 与环氧化物合成环状碳酸酯中的研究进展，指出了各材料的优
缺点，并对未来多孔材料的发展进行了展望。
关键词：二氧化碳；环氧化物；多孔材料；环加成反应
中图分类号：O643.36 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 12-2415-11

Research progress of porous materials in the cycloaddition of CO 2 and epoxides

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LUO Xiaofei, ZHI Yunfei , SHAN Shaoyun , SU Hongying, HU Shuai, LIU Yunli
（Faculty of Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan, China）

Abstract: The synthesis of cyclic carbonates from CO 2 with epoxides is one of the most effective ways to
utilize CO 2 resource, and also one of the effective ways to mitigate the greenhouse effect. The choice of
appropriate catalyst is crucial in this reaction. Porous materials are widely used as catalyst for the
cycloaddition of CO 2 with epoxide due to their low relative density, high strength, large specific surface
area, good stability, and various synthetic methods. The recent research progress of inorganic porous
materials, porous organic polymer materials, and metal organic framework materials in the cycloaddition
reaction of CO 2 with epoxides is reviewed. The advantages and disadvantages of each material are pointed
out.The future development of porous materials is prospected.
Key words: carbon dioxide; epoxide; porous materials; cycloaddition reaction

20 世纪中期以来，随着工业化生产规模不断扩 以及功能高分子的制备 [12-13] 等领域。以 CO 2 为原料
[1]
大，CO 2 的排放量以每年 4%的速率递增 ，给人类 与环氧化物合成环状碳酸酯既可高效利用 CO 2 、减
的生产生活造成了严重的影响。但同时，CO 2 也是 少温室效应，又可生成重要化学品，符合“绿色化
地球上最丰富的 C1 资源（CO、CO 2 ）之一，具有 学”和“原子经济”理念，前景广阔 [14] 。
[2]
储量大、安全无毒和价廉易得等优点 。因此，CO 2 CO 2 与环氧化物合成环状碳酸酯的关键在于活
资源利用具有重要的经济和环境意义。环状碳酸酯 化热力学性质比较稳定的 CO 2 ，因此选择合适的催
是一种含有碳酸酯基团的有机小分子，由于具有高 化剂至关重要。均相催化剂（如金属卤化物 [15] 、有
[3]
溶解性、高沸点、低毒、可降解等优异的性能 而 机碱 [16] 、离子液体 [17] 和金属配合物 [18] 等）具有价格
被广泛用于锂电池电解质 [4-7] 、纺织 [8-9] 、制药 [10-11] 低廉、活性高、选择性好的优点，但存在反应条件

收稿日期：2020-06-18; 定用日期：2020-08-14; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200528
基金项目：国家自然科学基金（21766016）；云南省“万人计划”基金（YNWR-QNBJ-2018-198）；昆明市科学技术局科技计划基金
（2019-1-G-25318000003480）；倪永浩院士工作站（2019IC002）
作者简介：罗晓菲（1995—），女，硕士生，E-mail：2642918316@qq.com。联系人：支云飞（1989—），男，讲师，硕士生导师，E-mail：
zyf891123@163.com；陕绍云（1978—），女，教授，博士生导师，E-mail：shansy411@163.com。