Poly(ionic liquid)s with high density of nucleophile /electrophile for CO2 fixation to cyclic carbonates at mild conditions

离子液体 环氧化物 催化作用 亲核细胞 环氧丙烷 化学 介孔材料 溴化物 电泳剂 单体 溴化锌 超临界流体 固碳 聚合 吸附 协同催化 无机化学 高分子化学 有机化学 环氧乙烷 聚合物 二氧化碳 共聚物
作者
Yaqiang Xie,Jun Liang,Yawen Fu,Ju Lin,Hongtao Wang,Song Tu,Jun Li
出处
期刊:Journal of CO2 utilization [Elsevier BV]
卷期号:32: 281-289 被引量:68
标识
DOI:10.1016/j.jcou.2019.04.023
摘要

The fixation of CO2 into high-value chemicals by multifunctional heterogeneous catalysts under mild conditions (atmospheric pressure, room temperature and additive-free) remains a great challenge. In this work, we report a series of multifunctional mesoporous poly(ionic liquid)s (PILs) in possession of high density of nucleophile/electrophile (bromide ions/zinc sites). They were synthesized from free-radical polymerization of imidazolium-based monomers with six ionic pairs (Im-6) and bipyridine (Py)-based monomers, followed by the efficient post-synthetic metallization and supercritical drying (SCD). All the obtained PILs with or without electrophile (zinc sites) were fully characterized to indicate their structural features of abundant mesopores, high surface areas, and large CO2 adsorption capacities. The catalytic performance of these PILs in CO2 fixation with propylene oxide into cyclic carbonate was systematically investigated under mild conditions. Among them, Py-Im-6-Zn-5-SCD shows greatly enhanced efficiency mainly due to the high density of active bromide ions/zinc sites and largest amount of effective acid sites in the abundant mesopore structures. Remarkably, various epoxide substrates could be effectively converted into cyclic carbonates by Py-Im-6-Zn-5-SCD even under mild conditions, with the catalyst being easily recycled.
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