利用CO₂发展环境友好型工业是目前研究的热点之一。将CO₂用作碳源转化为有用的化合物是一种必要的途径。该领域最有前景的方法之一是由CO₂和环状氧化物合成五元环状碳酸酯,该反应的特点是CO₂充分利用且原子利用率较高。离子液体作为一种新型环保溶剂,在催化方面表现良好的催化性能。针对离子液体在催化反应中与产物分离相对困难和非均相催化剂催化活性低、反应条件相对苛刻等问题,本文以介孔分子筛为载体负载功能化离子液体催化制备五元环状碳酸酯。本文基于离子液体可设计性的特点,制备同时含有羟基和氨基的离子液体[APmim]Cl、[AP-bmim]Cl和[1-OH-3-NH₂-mim]Cl并对其进行红外和核磁等结构表征,说明合成的离子液体为目标产物,通过非水滴定法进行纯度分析测定产物氨的含量为0.85-0.92molNH₂/molILs。利用化学键合的方法,固载功能化离子液体到SBA-15和MCM-41介孔分子筛上制备系列非均相催化剂,用于CO₂与环氧丙烷的环加成反应中,研究发现[1-OH-3-NH₂-mim]Cl/SBA-15表现出良好的催化性能。同时发现随着咪唑烷基侧链长度的增加,催化性能有所提升,羟基和氨基官能团的加入明显提高其催化性能。通过改变反应操作条件,在最优操作条件下:反应温度373K,CO₂初始压力1.8MPa,反应时间4h,催化剂用量50mg,环氧丙烷的转化率达90.4%,产物选择性92.5%。进而对[1-OH-3-NH₂-mim]Cl/SBA-15进行循环稳定性测试,循环五次后催化性能没有明显下降。本文实现了在较温和反应条件下,负载同时含有两类官能团的离子液体的非均相催化剂高效制备碳酸丙烯酯,且催化剂通过简单过滤即可实现快速分离。对[1-OH-3-NH₂-mim]Cl/SBA-15从材料结构方面进行FT-IR、固体核磁表征,说明离子液体成功负载到介孔载体上,经过元素分析得出催化剂的负载量为0.75mmolILs/g,从介孔材料方面进行SEM、BET、XRD表征发现负载前后并没有改变分子筛的骨架结构,从催化性能方面进行热重TGA分析,结果表明催化剂在303℃内热稳定性良好。本文使用Gaussian软件采用DFT理论中的B3LYP/6-311+G（d,p）基组对催化活性组分与反应物的相互作用进行量子化学计算,优化几何构型和频率,对复合物稳定结构进行电子云拓扑分析,绘制静电势能图,计算复合物的前线轨道,结果显示催化剂的加入明显降低反应物之间的LUMO与HOMO差值,通过AIM理论计算,初步推测催化活性与分子结构的关系,催化活性组分中-OH、-NH₂和环氧丙烷之间形成氢键作用是促进环氧化物的开环决定性因素。