碳酸二甲酯(Dimethyl carbonate,DMC)作为一种新型绿色无毒化工产品,是重要的有机合成原料及中间体,具有广泛的工业应用前景。尤其是近年来,随着DMC作为汽油添加剂及绿色洁净溶剂等的非反应性用途的逐步工业化,使得DMC的市场需求量不断增加,DMC合成的研究也备受重视。目前,用于醇氧化羰基化合成DMC反应的传统催化剂多负载含氯前驱物,而C1在反应过程中易形成HC1流失,不仅造成催化剂失活、还严重腐蚀设备。研究表明C1并非甲醇氧化羰基化生成DMC反应所必需。King以Cu2O为前驱物采用固体离子交换法制备的无氯Cu2O/Y催化剂具有较高的初始催化活性,而且其失活速度很慢,而溶液离子交换法制备的CuO/Y催化剂,由于Cu2+十分稳定,难以在反应条件下还原形成Cu2+/Cu+催化活性体系,活性较低。Romano U等发现浆态床反应体系中水的影响极为复杂,水含量过高或过低均不利于反应进行。就目前来看,制备无氯且稳定性好的催化剂是当前该领域研究的主要方向之一,因此本论文以活性炭AC载体,以Cu(CH3COO)2·H20为铜源,采用浸渍结合高温热解法制备了完全无氯的Cu/AC催化剂,考察了该催化剂在甲醇氧化羰基化的反应中稳定性及催化剂的微观结构与催化性能的差异,然后在反应时向浆态床反应体系中引入一定量的水,探讨水对催化剂的催化活性及微观结构的影响。并结合XRD、XPS、H2-TPR、TG-DTG、元素分析等表征分析手段,对催化剂的结构、活性中心及催化性能,得到以下结论:(1)当活性炭AC目数为140-160时,醋酸铜浸渍活性炭的浸渍时间为12 h时,所制备的无氯催化剂在合成碳酸二甲酯的反应中,呈现出较好的活性。(2)新鲜催化剂在浆态床中合成碳酸二甲酯的反应时表现出较好的活性,而循环使用催化剂的甲醇转化率随着催化剂循环使用次数的增加而逐渐减少,但是减少幅度不大,说明所制备的无氯催化剂不易失活,具有很好的稳定性。(3)元素分析结果显示反应过程中伴随有部分铜流失,当铜流失到一定程度时,流失现象不明显,催化剂活性较为稳定。(4)经表征发现新鲜催化剂中含有单质Cu和Cu2O物种,催化剂不稳定,随着反应次数的增加,催化剂中低价态Cu物种被氧化,部分流失。催化剂中铜物种以Cu2O和分散态CuO为主。(5)外界H2O的引入加速了 DMC合成催化剂Cu/AC的失活速率。(6)XRD、H2-TPR、元素分析表征说明:H2O的存在会加剧Cu物种的流失,同时过多的水会与催化剂中Cu组分结合形成没有催化活性的碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3物相,进一步加速催化剂的失活。