碳酸二甲酯(DMC)是今年来新兴的绿色化工产品，具有化学性质活泼、无毒、易生物降解等优点，它可以代替传统的剧毒光气、硫酸二甲酯、以及氯甲酸甲酯等进行羰基化、甲基化、羰基甲氧基化反应，并广泛的应用于溶剂、汽油添加剂、锂离子电池电解液。酯交换法合成碳酸二甲酯由于反应条件温和、收率高而成为极具工业应用前景的合成路线。在酯交换法所用的催化剂中，固体碱催化剂由于具有易分离、可重复利用等优点而备受关注。应用负载型CaO固体碱为催化剂高活性高选择性的合成了DMC，但在连续生产过程中，催化剂出现了失活现象。因此，本文针对负载型固体碱催化剂制备复杂、易失活等问题，利用晶体学上“类质固溶”的思路，制备了一系列高稳定性复合固体碱催化剂，并详细考察了制备方法、焙烧温度以及催化剂组成对催化剂结构和性能的影响，在此基础上对所制备的复合固体碱催化剂的碱性稳定性规律和碱性位形成的机理进行了研究和探讨，同时将所制备的催化剂应用于其它碱催化的反应，扩展了所制备的催化剂的应用范围。具体包括以下几个方面的内容：　　 1.在催化精馏反应器中，对CaO-C复合固体碱催化剂的失活行为进行了研究，结果表明活性组份CaO流失是CaO-C复合催化剂失活的主要原因。　　 2.针对上述催化剂失活原因，制备了CaO-ZrO2复合催化剂，并将其应用到甲醇和碳酸丙烯酯酯交换合成碳酸二甲酯的反应中，发现催化剂表面物种、碱性、催化活性以及稳定性受制备方法、焙烧温度以及催化剂组成的影响。结果显示当Ca/(Ca+Zr)≤0.3，由共沉淀法制备且经过1073K焙烧后的CaO-ZrO2催化剂，具有很好的催化活性和稳定性。进一步研究发现，当催化剂表面形成聚集态或者是高度分散的CaO相时，催化剂虽具有类似于CaO的强碱性和高活性，但是催化剂稳定性差，而表面形成CaZrO3相时，催化剂的活性低，只有形成均一、连续的CaO-ZrO2固溶体时，催化剂才获得高稳定性。同时通过对表征数据的关联发现，当Ca2+进入到ZrO2晶格中形成均相固溶体中时，催化剂的碱强度与晶格氧结合能呈线性变化，说明催化剂的表面强碱性来自于晶格氧，由于Ca2+替代了晶格中Zr4+，形成了Ca-O-Zr结构，使得晶格氧的电荷密度增加而获得了强碱性位。　　 3.改变前驱体的阴离子的种类，将弱碱性的CaF2掺入到ZrO2中制备了CaF2-ZrO2复合催化剂。CaF2-ZrO2催化剂同样获得了较强碱性，并且在甲醇和碳酸丙烯酯酯交换合成碳酸二甲酯的过程中获得高活性和稳定性。进一步研究发现，催化剂的结构、表面碱性和催化活性受到制备方法、焙烧温度的影响：机械混合所制得的催化剂表面为弱碱性，催化活性低，而共沉淀制备的催化剂，在焙烧温度为1073K时，形成了固溶体，从而获得了强的碱性位以及较高的催化活性。通过对表征数据和文献报道的结果讨论认为，这种强碱性位产生的原因是由于Ca2+掺入到ZrO2的晶格形成了Ca-O-Zr结构，而F-1进入晶格空隙。　　 4.改变前驱体阳离子的种类，制备了MgO-ZrO2复合催化剂，Mg2+同样进入到了ZrO2的骨架中，形成了MgO-ZrO2固溶体，具有中强碱性位，酯交换法连续合成碳酸二甲酯的过程中获得了高稳定性。　　 5.通过对比三者表面碱性强弱发现，前驱体的阴离子和阳离子的不同影响着催化剂的表面碱性。所制备的催化剂的碱性强弱顺序为CaO-ZrO2＞CaF2-ZrO2＞MgO-ZrO2，掺入物阳离子的给电子能力越强，碱性越强；阴离子的电负性越强，碱性越弱。将所制备的复合固体碱应用于其它碱催化的有机反应：正丁醛自缩合反应、环氧丙烷水解反应和酯交换合成生物柴油，获得了较高的催化活性，并且催化活性的高低与催化剂碱性强弱的顺序一致。