作为绿色化学品,碳酸二甲酯(DMC)在化学合成、溶剂以及油品添加剂方面具有广阔的应用前景。以甲醇、一氧化碳、氧气为原料直接合成DMC的气相氧化羰基化法因具有原子利用率高、副产物为水等众多符合绿色化学原则的特点而成为该领域的研究热点。负载在活性炭(AC)上的无氯型铜基催化剂因能够有效解决反应过程中氯流失带来的催化剂失活和设备腐蚀问题而备受关注。本论文考察了CuO_x/AC催化剂的制备方法、载体改性和碳载体作用对催化剂性能和催化过程的影响。以负载在活性炭上的醋酸铜为催化剂前驱体,采用甲醇气相还原法制备了均匀分散的CuOx纳米颗粒。该制备过程条件温和、操作简单。活性测试结果表明还原温度和时间对于氧化羰基化反应的性能有显著影响。在优化的还原条件下,CuOx/AC催化剂上DMC时空收率达到408 mg/(gcat·h),相比热分解等传统方法时空收率提高了近60%,选择性相似。结合XRD、TEM、XPS表征结果,认为良好的铜物种分散和高含量的一价铜物种促进了催化性能的提升。活性炭表面性质是影响甲醇氧化羰基化反应的重要因素。对活性炭进行氮改性,考察其对反应性能的影响。研究发现,适当温度的氮改性能够增大活性炭比表面积、引入含氮基团并提高载体缺陷程度,从而提高载体与金属间的作用力并促进铜物种的分散,最终导致催化剂性能的提升。通过制备不同载体(活性炭、氧化铝、二氧化硅)负载的Cu催化剂,探讨甲醇氧化羰基化反应中载体的作用。催化剂评价结果表明,只有AC负载的Cu~0具有催化甲醇氧化羰基化反应的性能,并且活性炭与铜起到了协同催化的作用。通过TPD-MS和EPR等表征验证活性炭同时具有吸附甲醇和活化O2的能力,因此推测活性炭能够促进甲氧基的生成,进而参与到反应历程中,使得Cu/AC具有催化甲醇氧化羰基化反应的性能。