大气中二氧化碳（CO₂）导致的气候变化已经成为政治、科学以及媒体讨论的热点话题。CO₂作为生物质和天然气之后最丰富的碳源,可以被用来生产高价值且具有商业效益的化工产品。尽管CO₂分子由于化学惰性,导致其活化困难,但在过渡金属催化剂存在的条件下可以催化活化CO₂。减少大气中CO₂的重要课题之一就是采用环境友好型的化学方法活化CO₂。在众多的方法中,利用过渡金属配合物催化活化CO₂成为最吸引人的方法之一。目前,研究者已经找到催化CO₂的各种非氧化态和低价态过渡金属催化剂,但是对于其催化机理的理解还不够深入。计算化学作为一种有效的研究手段可以克服实验上难以检测到中间体这一缺点,在分子水平上对催化剂的反应机理提供了新的理解,并对设计研发新型催化剂具有理论指导意义。在本工作中,我们采用理论和实验相结合的方法来探究两种不同的过渡金属镍配合物tricyclohexylphosphine（PCy₃）、1,1’-bis（diphenylphosphino）ferrocene（dppf）和芳基锌试剂通过交叉偶联反应催化活化CO₂生成羧酸化合物的详细反应机理。通过B3LYP密度泛函理论（DFT）计算,结果表明（dppf）Ni催化剂决速步的自由能垒仅仅比（PCy₃）₂Ni催化剂高1.64 kcal mol^-1,且两种反应机理stepwise和concerted中前者为最佳反应路径,（dppf）Ni催化剂具有较好的催化性能。并且在实验过程中发现,（PCy₃）₂Ni催化剂催化活化CO₂得到的产物产率较高,这促使我们进行进一步的理论研究,研究发现（dppf）Ni催化剂获得产率较低的原因为其对CO₂分子的捕获能力较弱。为了进一步了解其他配体对整个催化循环机理的影响,我们考虑了其他两种配体1,2-bis（diphenylphosphino）ethane（dppe）和1,4-bis（diphenylphosphino）butane（dppb）,通过一系列的理论计算结果表明配体效应不会影响过渡金属配合物催化活化CO₂的反应机理,且（dppf）Ni配合物在理论层次上仍然是性能比较优异的催化剂。