1 實驗部分 

1.1 試劑與儀器 

試驗試劑：無水甲醇，試劑級，國藥集團化學 試劑有限公司；二氧化碳，高純，延安同輝氣體有 限公司；活性炭負載銅催化劑，自制。 儀器設(shè)備：0.5 L 超臨界反應(yīng)釜，威海環(huán)宇化工 機械有限公司；DF-101S 集熱式加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限公司；SHZ-D（III）循環(huán)水式 真空泵，鞏義市科瑞儀器有限公司；GC7890B 氣相 色譜儀，安捷倫科技（中國）有限公司。 

1.2 碳酸二甲酯的合成

向高壓釜內(nèi)加入無水甲醇與催化劑，開啟攪拌 與加熱，設(shè)置反應(yīng)溫度 170 ℃，向高壓釜內(nèi)通入二 氧化碳氣體，保持釜內(nèi)壓力達到 7 MPa，在該溫度 與壓力條件下保溫 5 h，反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，帶釜 內(nèi)溫度降低至室溫時，卸出壓力，將反應(yīng)液試樣加 入到氣相色譜中利用內(nèi)標法對碳酸二甲酯與甲醇含 量進行測定，得到出反應(yīng)液中碳酸二甲酯與甲醇的 質(zhì)量，計算出反應(yīng)的選擇性和收率。

2 結(jié)果與討論

在相同反應(yīng)壓力和反應(yīng)時間條 件下，隨著反應(yīng)溫度的升高，原料甲醇的轉(zhuǎn)化率不斷 增加，碳酸二甲酯的收率液隨之增加，這是由于反應(yīng) 溫度的升高有利于反應(yīng)向右進行，當反應(yīng)溫度達到 120 ℃時，繼續(xù)增加反應(yīng)溫度轉(zhuǎn)化率提高，但產(chǎn)品收 率開始緩慢下降，說明雖然原料甲醇的轉(zhuǎn)化率得到提 升，但部分甲醇未完全轉(zhuǎn)化為碳酸二甲酯，導致產(chǎn)品 收率降低。因此，我們得到最佳的反應(yīng)溫度為 120 ℃， 該溫度下碳酸二甲酯的收率為 50.2%。二氧化碳與甲醇合成碳酸二甲酯的化學反應(yīng)中， 二氧化碳在常溫、常壓下作為一種氣體，與液體甲 醇反應(yīng)時，氣相與液相之間存在界面，導致界面間 少量二氧化碳參與反應(yīng)，使反應(yīng)收率低，而二氧化 碳隨著壓力的增大會從氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，提升了與 甲醇之間的接觸面積，因此，反應(yīng)壓力對于碳酸二 甲酯的選擇性和收率均有一定的影響。在反應(yīng)溫度 的基礎(chǔ)上，進一步對反應(yīng)壓力對碳酸二甲酯的選擇 性和收率進行了考察，在固定反應(yīng)溫度 120 ℃、反 應(yīng)時間 6 h、催化劑加入量為 3%，時不同反應(yīng)壓力 對碳酸二甲酯收率與甲醇轉(zhuǎn)化率的影響。

3 結(jié)論 

（1）以二氧化碳、甲醇為原料，在活性炭負載 銅催化劑作用下，高溫高壓條件下，采用一步法直 接合成了碳酸二甲酯，該工藝收率較高，具有較好 的選擇性。 （2）利用單因素法考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、 反應(yīng)時間、催化劑加入量對甲醇轉(zhuǎn)化率與碳酸二甲 酯收率的影響，得到的最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度120 ℃，催化劑加入量為 3.5%，反應(yīng)壓力 7.5 mPa， 反應(yīng)時間 7 h。該條件下碳酸二甲酯收率為 59.3%， 甲醇的轉(zhuǎn)化率為 59.6%。

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