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东北大学和东京理工大学于2016年4月15日宣布,已开发出一种以催化剂形式直接聚合二氧化碳和二醇(含两个羟基和两种不同碳组合的脂肪族或脂环化合物)直接合成聚碳酸酯的方法。
从减少二氧化碳排放,实现低成本、安全的反应试剂的角度出发,对二氧化碳合成有用化学品的技术进行了展望。然而,二氧化碳化学性质稳定,反应活性低,难以实现转化。
聚碳酸酯是一种有用的工程塑料,其产量也很大。如果能与二氧化碳合成,有望为二氧化碳减排做出巨大贡献。用二氧化碳和二醇合成聚碳酸酯是公认的最简单、最清洁的方法,但该方法基于化学平衡对转化率有严格的限制,以往的研究还没有找到有效的催化剂。
该方法以氧化铈(SeO2)为催化剂,用50大气压(5MPa)的二氧化碳在130℃下用1,4-丁二醇和2-吡啶甲烷对溶外墙保温出现保温钉圆形裂纹剂加压。研究人员证实,经过8小时的反应,聚碳酸酯的收率可达97%(分子量1070,分散度1.33)。此外,采用多种长链二醇可以制备出收率高(94-99%)的聚碳酸酯。
过去,用二醇直接合成聚碳酸酯时,只使用光气等有害试剂。这种方法使用无害的二氧化碳和二醇一步合成聚碳酸酯成为可能。此外,近年来有望在不利用石油资源的情况下,利用生物质中的活性二醇合成绿色聚合物。
这项研究是在日本公共信托机构ENEOS氢基金的支持下进行的。研究结果发表在4月14日(英国时间)出版的学术期刊《科学报告》电子版上。