离子液体用于强化一氧化碳转化的新应用

2024-07-08 17:07:29 sh默尼 3

作为一种典型的小分子气体,一氧化碳(carbon monoxide,CO)是一种无色、无味、有害的大气污染物。同时,CO作为一种重要的化工原料,可以用于生产一系列含羰基的精细化学品。传统的使用有机溶剂作为反应介质、贵金属作为催化剂进行CO转化的方法,不仅催化效率低、成本高,而且催化剂活性组分会随着有机溶剂在反应或分离过程中会流失,进而造成对环境的污染与破坏。因此,高效CO转化方法亟待开发。


近年来,离子液体由于其独特的性质,包括低蒸气压、高热稳定性和化学稳定性、高溶解性、可调节的结构和性质等,已被广泛应用于SO2、CO2、H2S、NOx、NH3等气体的捕集和转化。


与传统有机溶剂相比,离子液体不仅可以在反应中作为溶剂,溶解反应物如气体和固体,促进反应进行;而且离子液体本身或者基于离子液体的混合溶剂和杂化材料亦可以作为液体或者固体催化剂,发生均相反应或者非均相反应。



在CO捕集领域,离子液体和离子液体基低共熔溶剂显示了高效CO捕集分离性能;在CO转化领域,功能化离子液体和离子液体杂化体系显示了高效CO转化性能。


此外,无毒的CO2可以在某些反应中作为“CO源”替代有毒的CO进行羰基化反应。例如,Bi等采用计算和实验相结合的方法研究了咪唑型离子液体通过促进CO2转化为CO从而促进加氢酯化和加氢甲酰化反应。


总之,通过结构设计和优化,离子液体可以具有以下优势:


其一,离子液体作为反应介质,促进CO转化;


其二,具有功能位点的离子液体基吸收剂可以提高CO捕集容量,促进CO转化;


其三,离子液体作为催化剂或助催化剂,促进CO转化。尽管有关羰基化的综述目前已有报道,然而从离子液体在CO转化中的三种用途出发并对适宜的转化反应进行规律性分类总结,尚无报道,但是这对离子液体功能催化体系的开发及CO转化方案的设计是极其重要的。


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