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日本東北大學(xué)和東京理科大學(xué)2016年4月15日宣布，開發(fā)出了以催化劑方式使二氧化碳與二元醇(2個羥基與2個不同的碳結(jié)合的脂肪族或脂環(huán)化合物)直接聚合來直接合成聚碳酸酯的方法。
二氧化碳合成有用化學(xué)品技術(shù)將備受期待
從減排二氧化碳以及實現(xiàn)低成本安全反應(yīng)試劑的角度出發(fā)，利用二氧化碳合成有用化學(xué)品的技術(shù)備受期待。不過，二氧化碳的化學(xué)特性穩(wěn)定，反應(yīng)性較低，因此很難實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。
而聚碳酸酯是有用的工程塑料，產(chǎn)量也很大，如果能夠用二氧化碳來合成，便有望為二氧化碳減排做出巨大貢獻(xiàn)。用二氧化碳和二元醇來合成聚碳酸酯被公認(rèn)是最簡單、最清潔的方法，但這種方法對基于化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率存在嚴(yán)格制約，以前未有研究稱發(fā)現(xiàn)了有效的催化劑。
此次開發(fā)的方法使用氧化鈰(SeO2)做催化劑，利用50個大氣壓(5MPa)的二氧化碳對添加有1,4-丁二醇和2-吡啶甲腈的溶劑加壓，在130℃下使之反應(yīng)。研究人員已經(jīng)確認(rèn)，通過8小時的反應(yīng)，能夠以97%的高收獲率(分子量1070，分散度1.33)獲得聚碳酸酯。另外，使用多種長鏈二元醇時也能夠以高收獲率(94～99%)獲得可滿足要求的聚碳酸酯。
以前在使用二元醇直接合成聚碳酸酯時，只有使用光氣等有害試劑的方法。而此次的方法給出了用無害的二氧化碳和二元醇一步合成聚碳酸酯的可能性。另外，通過使用近年來研究趨于活躍的、源自生物質(zhì)的二元醇，還有望合成出不使用石油資源的綠色聚合物。
