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二氧化碳（CO2）是一种储量丰富、分布广泛的碳资源,也是造成温室效应的主要温室气体,但同时它可以发生很多化学反应,转化成其他化工产品,在食品、消防、化工、医药等领域有很好的应用前景。因此,二氧化碳的化学固定是一种既环保,又可以合理利用二氧化碳的有效方法。化学利用二氧化碳的关键是催化剂的设计与合成。在众多类型的催化剂中,双功能催化剂同时具有的路易斯酸、碱双中心,在催化二氧化碳和环氧烷的环加成反应中起着协同作用,因此能够比较有效的催化反应进行。基于双功能催化剂的这种特点,本文首先设计并合成了两种类型的双功能席夫碱金属催化剂:季磷类催化剂和季铵类催化剂,运用核磁、红外和元素分析等分析手段对它们的结构进行了表征,并将它们用于催化二氧化碳和环氧化物的耦合反应。经过系统的研究反应温度、反应时间、反应压力、催化剂用量、配体上不同取代基和不同中心金属对催化效果的影响后发现,这两类双功能催化剂均能够在不添加任何溶剂、助催化剂的条件下（季磷类:140 oC、1 MPa、4 h、1 mol%;季铵类:120 oC、1MPa、3 h、1 mol%）高效的催化环氧丙烷（PO）与二氧化碳的耦合反应合成碳酸丙烯酯（PC）,且产率与选择性均很高（产率分别为产96.3%和98.6%,选择性均大于99%）。随后,研究了这两类催化剂对多种其它环氧烷的适用性,最后根据实验结果和相关文献提出了可能的反应机理。由于离子液体对催化二氧化碳的转化有比较好的效果,本文也设计合成并表征了一系列咪唑功能化的席夫碱金属配合物,系统的研究了多种反应参数和催化剂结构对催化效果的影响。实验结果表明,该类催化剂具有更好的催化效果,能在更温和的条件下（120 oC、1 MPa、2 h、1 mol%）更高效的催化二氧化碳和环氧烷的耦合反应生成环状碳酸酯,产率高达99.2%,选择性大于99%。此外,我们也研究了该类催化剂在常压下的催化表现,以及对其它环氧烷的适用性。结果表明,该体系对空间位阻小的环氧烷有更好的催化活性。催化剂重复利用性研究表明,通过简单的方式回收,该类催化剂能够重复利用5次而没有明显的活性和选择性降低。