Ionic Liquid/Quaternary Ammonium Salt Integrated Heterogeneous Catalytic System for the Efficient Coupling of Carbon Dioxide with Epoxides

离子液体 二氧化碳 盐(化学) 介孔材料 催化作用 选择性 化学 吸附 离子键合 无机化学 产量(工程) 摩尔比 有机化学 化学工程 离子 材料科学 冶金 工程类
作者
Lijuan Shi,Xu Shaobo,Zhang Qiri,Tingting Liu,Bohui Wei,Yan‐Fei Zhao,Lixin Meng,Jun Li
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
被引量:15
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.8b04108
摘要

A heterogeneous catalytic system featuring multifunctional sites has been constructed through the grafting of an amino-functionalized imidazolium ionic liquid (Si-IM-NH2) and a quaternary ammonium salt (Si-TBAI) on mesoporous cagelike silica SBA-16 for the coupling of carbon dioxide (CO2) with epoxides. The resultant composites SBA-16@IM-NH2 and SBA-16@TBAI, even with much lower Brunauer–Emmett–Teller surface areas than SBA-16, exhibit highly increased CO2 adsorption capacities (i.e., up to 3.13 mmol·g–1 at 80 °C, 3.5 times that of SBA-16). Under the synergistic effect of the good CO2 enrichment ability, multiple active sites (I–, Cl–, −NH2 group, and imidazolium ring), and open mesoporous channels, the catalytic system with a Si-TBAI/Si-IM-NH2 molar ratio of 3:1 can catalyze CO2 into several kinds of cyclic carbonates with excellent yield and selectivity at low temperature and pressure (50 °C and 0.5 MPa) in the absence of any cocatalyst. This catalytic system can be easily recovered and recycled several times without loss of activity, making it a competitive catalyst for CO2 conversion.
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