二氧化碳（CO₂）既是空气中常见的温室气体,也是地球上重要的碳资源之一,其捕集和转化受到广泛的关注,使用化学方法将二氧化碳转化为高附加值的化工产品既可以降低污染又可以创造一定的经济价值。二氧化碳与环氧丙烷环加成反应可以有效的固定二氧化碳又符合绿色化学的要求,而开发合适的催化剂成为了研究的热点。目前用于该反应的催化剂种类较多,然而大部分催化剂在使用中会出现回收再利用率较低,重金属污染等问题。炭材料是催化剂中最有前景的催化剂之一,炭材料具有良好的化学惰性在循环利用方面具有天然的优势,可调控的表面化学性质可以使其适应较多的催化反应。针对炭材料在环加成反应中的应用,本文进行了以下工作:（1）鉴于聚丙烯腈氮含量高,炭化后可以得到含N量较高的炭材料,同时氧化石墨烯（GO）是一种富含含氧官能团的二维炭材料,可以与聚丙烯复合制备形貌规整的含氮炭材料。实验采用GO作为基底在液相中与丙烯腈原位聚合,得到GO/聚丙烯腈复合物经过空气预氧化,炭化得到富氮的炭材料。通过改变炭化温度及活化方法,调节炭材料的N含量和孔结构参数,从而进一步研究N含量、N物种及孔结构的变化与催化活性之间的关系。实验研究发现,GO/聚丙烯腈复合物在270 ^℃预氧化,500 ^℃炭化得到的富氮炭材料的催化活性最好,在催化剂用量为0.2 g,四丁基溴化铵（TBAB）用量为反应底物的1 mol%,反应温度为120 ^℃,二氧化碳压力为2 MPa,反应5 h时,环状碳酸酯（PC）的收率可达62.9%,比活性达3.25 g g^-1h^-1;实验发现氮的含量和形式对活性影响比孔结构对催化剂的活性影响更大,催化剂中不饱和氮（如氨基、吡啶氮和吡咯氮）含量越高活性越好。（2）为了提高炭材料的催化活性,基于酸碱协同催化的思想,我们制备了硼氮共掺杂的炭材料。实验以L-谷氨酸作为碳源和氮源,硼酸为硼源,采用简单有效的球磨混合方法将L-谷氨酸和硼酸进行机械混合,经过炭化、洗涤等处理,制备得到硼氮共掺杂的炭材料。实验探究了原料混合比例和炭化温度对材料的影响。研究发现,硼的掺杂有利于提高炭材料的催化活性,当谷氨酸和硼酸的混合比例为1:6,炭化温度为900 ^℃时,催化剂的活性最高,XPS分析氮含量高达8.93 at.%,硼含量高达7.16 at.%。在催化剂用量为0.02 g,TBAB用量为反应底物的1 mol%,反应温度为160 ^℃,二氧化碳压力为2MPa,反应5 h时,PC的收率可达90.2%,比活性达23.5 g g^-1h^-1,并且催化剂循环性能好,具有实际应用价值。