化工进展 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (2): 513-520.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0823
收稿日期:
2019-05-20
出版日期:
2020-02-05
发布日期:
2020-03-12
通讯作者:
刘依农
作者简介:
李欢(1989—),男,助理研究员,研究方向为润滑油基础油和添加剂。E-mail:Received:
2019-05-20
Online:
2020-02-05
Published:
2020-03-12
Contact:
Yinong LIU
摘要:
离子液体催化剂具有易分离、可回收、能循环使用等优点,在α-烯烃聚合领域表现出巨大的潜力。本文首先介绍了离子液体的基本物化性质,简述了离子液体催化α-烯烃聚合的反应机理。之后以阳离子结构为基础,详细回顾了路易斯酸型离子液体在α-烯烃聚合反应中的应用,并对其催化活性和产物性质进行了分析。最后,对新型类离子液体催化剂的研究也进行了总结。从报道的结果来看,离子液体催化剂和类离子液体催化剂都已经能够实现较高的产物转化率,但是产物的选择性有待提高,仍然需要更多的实验探索。尽管短时间内还无法取代传统催化剂,但它们已经表现出巨大的应用前景,是未来的研究热点之一。
中图分类号:
李欢,刘依农. 离子液体催化α-烯烃聚合的研究进展[J]. 化工进展, 2020, 39(2): 513-520.
Huan LI,Yinong LIU. Progress on ionic liquid catalyst for α-olefin polymerization[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2020, 39(2): 513-520.
离子液体 | 转化率/% | 产物分布/% | 参考文献 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
C20 | C30 | C40 | C50 | C60 | |||
1-丁基-3-甲基咪唑盐 | 74 | 21.07 | 52.28 | 20.96 | 5.39 | — | [ |
1-乙基-3-甲基咪唑溴盐 | 83 | 8.13 | 46.18 | 26.19 | 14.78 | 4.72 | [ |
表1 咪唑类离子液体催化1-癸烯聚合的产物分布
离子液体 | 转化率/% | 产物分布/% | 参考文献 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
C20 | C30 | C40 | C50 | C60 | |||
1-丁基-3-甲基咪唑盐 | 74 | 21.07 | 52.28 | 20.96 | 5.39 | — | [ |
1-乙基-3-甲基咪唑溴盐 | 83 | 8.13 | 46.18 | 26.19 | 14.78 | 4.72 | [ |
循环次数 | 转化率/% | 100℃运动黏度/mm2·s-1 | 黏度指数 |
---|---|---|---|
1 | 91.3 | 11.68 | 141 |
2 | 89.9 | 10.97 | 138 |
3 | 92.1 | 12.35 | 149 |
4 | 88.9 | 11.67 | 145 |
5 | 90.5 | 11.22 | 139 |
6 | 90.3 | 11.01 | 143 |
表2 N,N-二甲基咪唑-氯铝酸离子液体循环使用性能[22]
循环次数 | 转化率/% | 100℃运动黏度/mm2·s-1 | 黏度指数 |
---|---|---|---|
1 | 91.3 | 11.68 | 141 |
2 | 89.9 | 10.97 | 138 |
3 | 92.1 | 12.35 | 149 |
4 | 88.9 | 11.67 | 145 |
5 | 90.5 | 11.22 | 139 |
6 | 90.3 | 11.01 | 143 |
离子液体 | 转化率/% | 100℃运动黏度/mm2·s-1 | 黏度指数 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
1-丁基-3-甲基咪唑盐 | — | 5.30 | 148 | [ |
1-乙基-3-甲基咪唑盐 | 86.9 | ≥10.34 | 143 | [ |
N,N-二甲基咪唑盐 | 91.3 | 11.68 | 141 | [ |
表3 咪唑类离子液体催化1-癸烯聚合的转化率和产物的性能
离子液体 | 转化率/% | 100℃运动黏度/mm2·s-1 | 黏度指数 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
1-丁基-3-甲基咪唑盐 | — | 5.30 | 148 | [ |
1-乙基-3-甲基咪唑盐 | 86.9 | ≥10.34 | 143 | [ |
N,N-二甲基咪唑盐 | 91.3 | 11.68 | 141 | [ |
离子液体 | 原料 | 100℃运动黏度/mm2·s-1 | 黏度指数 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
三甲胺盐酸盐 | 1-癸烯 | 31.6 | 152 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-癸烯 | 9.94 | 160 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-癸烯 | 15.9~29.6 | 138~160 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-十二烯 | 32.1~53.2 | 169~189 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-十四烯 | 20.3~35.2 | 153~183 | [ |
表4 烷基铵类离子液体催化合成的产物性质
离子液体 | 原料 | 100℃运动黏度/mm2·s-1 | 黏度指数 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
三甲胺盐酸盐 | 1-癸烯 | 31.6 | 152 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-癸烯 | 9.94 | 160 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-癸烯 | 15.9~29.6 | 138~160 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-十二烯 | 32.1~53.2 | 169~189 | [ |
三乙胺盐酸盐 | 1-十四烯 | 20.3~35.2 | 153~183 | [ |
离子液体 | 产物分布/% | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
C10 | C20 | C30 | C40 | C50 | C60 | C70+ | |
[BCl2(4pic)][AlCl4] | 38.3 | 37.0 | 19.0 | 4.0 | 1.7 | — | — |
[BCl2(4pic)][Al2Cl7] | 13.3 | 31.0 | 28.0 | 14.0 | 7.0 | 3.0 | 3.7 |
[BCl2(DMA)][Al2Cl7] | 27.3 | 24.0 | 21.0 | 10.0 | 6.0 | 5.0 | 6.7 |
[BCl2(mim)][Al2Cl7] | 19.3 | 35.0 | 29.0 | 10.0 | 3.0 | 1.0 | 3.4 |
[BCl2(SUr)][Al2Cl7] | 14.3 | 26.0 | 27.0 | 15.0 | 7.0 | 4.0 | 6.7 |
[BCl2(P888)][Al2Cl7] | 29.3 | 32.0 | 24.0 | 9.0 | 4.0 | 1.7 | — |
[BCl2(P888O)][Al2Cl7] | 25.3 | 38.0 | 23.0 | 9.0 | 4.7 | — | — |
表5 三配位硼化物阳离子离子液体催化1-癸烯合成的产物分布
离子液体 | 产物分布/% | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
C10 | C20 | C30 | C40 | C50 | C60 | C70+ | |
[BCl2(4pic)][AlCl4] | 38.3 | 37.0 | 19.0 | 4.0 | 1.7 | — | — |
[BCl2(4pic)][Al2Cl7] | 13.3 | 31.0 | 28.0 | 14.0 | 7.0 | 3.0 | 3.7 |
[BCl2(DMA)][Al2Cl7] | 27.3 | 24.0 | 21.0 | 10.0 | 6.0 | 5.0 | 6.7 |
[BCl2(mim)][Al2Cl7] | 19.3 | 35.0 | 29.0 | 10.0 | 3.0 | 1.0 | 3.4 |
[BCl2(SUr)][Al2Cl7] | 14.3 | 26.0 | 27.0 | 15.0 | 7.0 | 4.0 | 6.7 |
[BCl2(P888)][Al2Cl7] | 29.3 | 32.0 | 24.0 | 9.0 | 4.0 | 1.7 | — |
[BCl2(P888O)][Al2Cl7] | 25.3 | 38.0 | 23.0 | 9.0 | 4.7 | — | — |
配体 | 转化率/% | 产物分布/% | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
C20 | C30 | C40 | C50 | C60 | C70+ | ||
P888(三正辛基膦) | 81.5 | 33.5 | 37.3 | 18.6 | 7.5 | 2.5 | 0.6 |
P888O(三正辛基氧磷) | 82.5 | 39.3 | 34.4 | 18.4 | 6.1 | 1.8 | — |
Ur(尿素) | 78.5 | 37.4 | 29.7 | 14.2 | 9.0 | 5.2 | 4.5 |
SUr(硫脲) | 79.5 | 28.0 | 33.1 | 17.8 | 11.5 | 5.1 | 4.5 |
AcA(乙酰胺) | 87.5 | 30.1 | 35.8 | 19.7 | 9.3 | 3.5 | 1.7 |
表6 L-AlCl3(χAlCl3 = 0.60)催化1-癸烯聚合的产物分布[35]
配体 | 转化率/% | 产物分布/% | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
C20 | C30 | C40 | C50 | C60 | C70+ | ||
P888(三正辛基膦) | 81.5 | 33.5 | 37.3 | 18.6 | 7.5 | 2.5 | 0.6 |
P888O(三正辛基氧磷) | 82.5 | 39.3 | 34.4 | 18.4 | 6.1 | 1.8 | — |
Ur(尿素) | 78.5 | 37.4 | 29.7 | 14.2 | 9.0 | 5.2 | 4.5 |
SUr(硫脲) | 79.5 | 28.0 | 33.1 | 17.8 | 11.5 | 5.1 | 4.5 |
AcA(乙酰胺) | 87.5 | 30.1 | 35.8 | 19.7 | 9.3 | 3.5 | 1.7 |
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