近年来,由于人类活动造成的大气中温室气体累积,随之产生的气候变化席卷全球,引发了世界各国的密切关注。为了降低温室效应带来的影响,人类社会除了减少温室气体产生、控制温室气体排放外,还需要采取措施降低大气中的温室气体含量。在各种应对方法中,二氧化碳化学转化以其过程简单而高效、且产品附加值较高的特性,体现出较大的应用潜力。与其他二氧化碳化学转化方法相比,环氧化合物与二氧化碳的环加成反应以其热力学自发反应、所需条件相对温和、理论原子效率可达100%的特点,被认为是一种较为理想的转化途径。截至目前,已有许多不同类型的催化剂体系被应用于该反应中,也都取得了令人满意的效果。然而,部分均相催化剂的毒性较高、稳定性较低与循环性能较差的问题,以及部分非均相催化剂的活性组分流失或活性位点毒化、转化数与转化频率较低的问题,都有待继续改进,以满足绿色化学的要求。在这样的背景下,本论文以离子液体作为对象,围绕其在二氧化碳环加成反应中的应用开展了较为系统的研究工作。此外,文中也对离子液体在合成开链碳酸酯过程中的应用进行了相关研究。论文共分为五章:第一章:综述了温室效应的成因与二氧化碳化学转化的意义,对化学转化的可选途径与相应的催化体系进行了列举,并对离子液体与超分子化学相关概念进行了介绍。第二章:通过一步法合成了一系列N-烷基-N-甲基吗啉溴盐离子液体,并将其应用于催化二氧化碳与环氧化合物的环加成反应。在与金属盐协同作用的情况下,环加成反应可以在室温、0.1 MPa二氧化碳压力、无溶剂的条件下进行,并得到>99%的底物转化率与100%的产物选择性。此外,本章利用核磁共振波谱与ESI-MS对中间体物种进行了表征,并据此提出了可能的反应机理。第三章:基于条件控制实验与计算化学方法,本章对吗啉离子液体-溴化锌二元催化体系的反应历程进行了研究,并讨论了反应温度对反应速控步的影响。此外,本章结合计算化学数据与动力学试验数据,对该反应体系的净碳排放量进行了估算。第四章:利用离液效应构筑了基于硼簇钠盐与葫芦[6]脲的超分子复合物,并将其应用于固载吗啉离子液体。在对所得的复合物进行表征后,本章也对其在环加成体系中的催化活性进行了研究。第五章:以四甲基胍作为碱性催化剂,实现了将醇、卤代烷与二氧化碳直接转化为开链碳酸酯,并对其反应机理进行了研究。