基于人們對(duì)資源和環(huán)境問題的關(guān)注及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)需求，以消除污染、合理利用資源、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的綠色化學(xué)已成為當(dāng)前化學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿。
二氧化碳作為一種典型的可再生資源，具有無毒、無腐蝕性、阻燃、化學(xué)惰性、大量存在于自然界中等特點(diǎn)和無溶劑殘留而且對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)它也是一種溫室氣體，對(duì)它的資源化利用，還可以減輕環(huán)境負(fù)荷。回收再利用的二氧化碳主要用于生產(chǎn)基本化工原料及具有應(yīng)用價(jià)值的綠色化工產(chǎn)品。目前，每年大約有110 MT(百萬噸) 的二氧化碳用于化工產(chǎn)品的合成，如碳酸酯、酰胺、氨基甲酸酯等,具有很高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。基于資源和環(huán)境因素考慮，二氧化碳的化學(xué)轉(zhuǎn)化與利用具有很高的應(yīng)用價(jià)值和理論意義。
環(huán)狀碳酸酯，如碳酸丙烯酯，僅用作高能電池及電容器的優(yōu)良介質(zhì)，世界市場(chǎng)需求量就達(dá)200-300萬噸；酯交換法生產(chǎn)碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯達(dá)數(shù)十萬噸，而目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量?jī)H在1000-2000噸，供不應(yīng)求，市場(chǎng)前景十分廣闊；隨著社會(huì)對(duì)綠色環(huán)保的重視，許多工藝會(huì)被清潔、環(huán)境友好工藝所代替，必然進(jìn)一步加大碳酸丙烯酯的市場(chǎng)需求。因其下游產(chǎn)品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不斷推廣應(yīng)用，其市場(chǎng)需求量還要不斷增加。
碳酸丙烯酯是一種高效溶劑和優(yōu)良抽提劑，性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、純的溶劑對(duì)碳鋼設(shè)備沒有腐蝕，它對(duì)高分子化合物具有良好的溶解能力。目前最受人重視的是用來脫除天然氣、石油裂解氣、油田氣、合成氨變換氣中的二氧化碳和硫化氫，效果顯著。在電子工業(yè)上可作高能電池及電容器的優(yōu)良介質(zhì)，在高分子工業(yè)上可作聚合物的溶劑和增塑劑等。也可以作油性溶劑以及烯烴和芳烴的萃取劑。在紡織工業(yè)上可用作合成纖維的助劑和固定劑、紡絲溶劑或水溶劑染料顏料分散劑；此外，它還是一種用途極其廣泛的有機(jī)合成原料和中間體。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀：利用二氧化碳與環(huán)氧化物加成反應(yīng)合成環(huán)狀碳酸酯，目前的研究主要集中在尋找高效均相催化劑以及非均相催化劑。新型催化劑的設(shè)計(jì)開與發(fā)是其熱點(diǎn)。
本新工藝的技術(shù)路線是設(shè)計(jì)并合成非均相催化劑和親二氧化碳的均相催化劑，用超臨界二氧化碳作為溶劑，實(shí)現(xiàn)催化劑與產(chǎn)物的直接分離并循環(huán)使用。篩選出的高活性、高穩(wěn)定性固體催化劑能高效、高選擇性地催化環(huán)氧化物與二氧化碳反應(yīng)制備環(huán)狀碳酸酯。上述高活性固體催化劑可回收再利用，應(yīng)用于間歇式反應(yīng)器，反應(yīng)完成后只需用簡(jiǎn)單的過濾便可實(shí)現(xiàn)催化劑與產(chǎn)品的分離；應(yīng)用于固定床式反應(yīng)過程，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。工藝過程中，超臨界二氧化碳作為反應(yīng)溶劑替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑，不僅能實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，而且能簡(jiǎn)化產(chǎn)品分離、純化過程。
該環(huán)狀碳酸酯的制備新工藝，可簡(jiǎn)化產(chǎn)品及催化劑的分離，直接通過減壓閥分出的產(chǎn)品，不需經(jīng)過任何分離、純化過程，純度高達(dá)99％以上。將這類固體催化劑應(yīng)用到其他環(huán)狀碳酸酯的合成，能成功地催化多種環(huán)氧化物與二氧化碳的加成反應(yīng)，制備環(huán)狀碳酸酯。這類高效、快速親二氧化碳的高分子負(fù)載催化劑，使得“一相反應(yīng)、兩相分離”，實(shí)現(xiàn)均相催化劑的回收使用，大大降低生產(chǎn)成本。