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碳酸丙烯酯(PC)是一种性能优良的高沸点极性有机溶剂，广泛应用于电池、纺织、印染、柴油添加剂、气体分离等领域。PC也是一种重要的有机化工中间体，可用于生产碳酸二甲酯、聚碳酸酯等。CO2与环氧丙烷(PO)环加成法是工业制备PC的主要方法，也是CO2资源化利用的重要途径之一。本论文主要研究了适用于环加成反应的高效均相及多相催化体系。此外，由于邻氯丙醇(o-CP)是工业生产PO的中间体，本论文对CO2与o-CP在温和条件下直接合成PC也进行了研究。取得的主要结果如下：
在碱性催化剂存在的条件下，CO2与o-CP可以在较温和的条件下高效合成PC。在考察的催化剂中，以氨基甲酸铵最为适宜。在温度100℃、压力3 MPa、时间5 h的反应条件下，o-CP转化率达到91％，PC选择性为98％。实验结果表明，原料1-氯-2-丙醇的反应活性远高于2-氯-1-丙醇。此外，我们对反应进行了热力学分析。CO2与o-CP合成PC的反应在设定条件下为非自发进行的反应，平衡常数非常低，需要除去副产的氯化氢以提高PC收率。
以氨基甲酸铵(AC)、碳酸氢铵、碳酸铵和尿素等无机铵盐为助剂，KI为主催化剂，在无溶剂条件下实现了由CO2与PO高收率的合成PC。在上述催化体系中，以KI-AC的催化性能最好。在反应温度130℃、压力3 MPa、反应时间1.5 h的条件下，PO基本可以定量的转化为PC。实验结果表明，向反应体系中预先加入一定量的产物PC可以提高催化剂的活性，缩短反应时间。此外，我们推测了反应的可能机理。
在未添加任何有机助剂及溶剂的条件下，考察了水合碱金属卤化物对于CO2与PO合成PC反应的催化性能。结果表明，水合碱金属卤化物表现出远高于无水碱金属卤化物的催化活性。其中，以NaI·2H2O的催化性能最优。在反应温度120℃、压力1 MPa、反应时间1.5 h的条件下，PC收率达到97％，选择性大于99％。此外，对水合碱金属卤化物中结晶水的作用进行了探讨。
采用液相辅助球磨法制备了一种含锌聚合物催化剂Zn-BDC，通过XRD及元素分析等技术对其结构与组成进行了表征。在n-Bu4NBr存在的条件下，考察了Zn-BDC对环加成反应的催化活性。结果表明Zn-BDC与n-Bu4NBr存在很好的协同催化作用，PC收率达到97％以上。Zn-BDC经4次重复使用后，其催化活性没有出现明显下降，其结构也保持较好。
将CH3I直接嫁接到IRMOF-3骨架的氨基基团上，制得了一种适用于CO2与PO环加成反应合成PC的高效多相催化剂(F-IRMOF-3)，我们对催化剂进行了XRD、FT-IR、元素分析、BET等表征。在无需添加溶剂及助剂的条件下，它表现出远高于文献报道的多相催化体系的催化活性。在温度140℃，压力2 MPa，时间1.5 h的反应条件下，PC收率达到98％以上，TOF值高达778 mmol g-1h-1。F-IRMOF-3经4次重复使用后，催化活性能得到较好的保持。实验结果表明，F-IRMOF-3骨架上的碘离子含量对其催化活性有显著影响。此外，我们探讨了催化反应的可能历程。