本论文致力于二氧化碳的资源化利用，包括二氧化碳作为催化剂或者作为C1原料直接合成附加值更高的含氮化学品（如脲类化合物和氨基甲酸酯类化合物等）的研究。此类反应不仅符合“绿色可持续发展”和“清洁生产”原则，更是学者们面临的具有挑战性的难题。本论文首先设计了CO2/H2O绿色反应体系催化转酰胺反应合成脲类化合物。然后，设计开发了高效的多相催化体系，替代传统的光气路线，以二氧化碳为C1原料，合成脲类化合物和氨基甲酸酯化学品，研究内容和成果如下。　　1.CO2/H2O调控的尿素与有机胺的转酰胺反应　　CO2和H2O作为绿色的酸性体系在很多有机反应中得到了很好的应用，但是在脲类化合物的合成领域却鲜有报道。　　设计了CO2/H2O调控的尿素与有机胺发生转酰胺反应合成脲类化合物的体系。研究发现，CO2/H2O调控的反应体系，不仅可以高效催化尿素和有机胺发生转酰胺反应，而且反应中释放的氨气还可以原位与CO2、 H2O反应生成ABic而被固定下来。一方面，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸原位解离出H+作为酸中心来催化转酰胺反应的进行。另一方面，通过高压反应釜的相态观察和13CNMR表征发现，二氧化碳与正丁胺在水存在的条件下，正丁胺被质子化，碳酸氢根为阴离子与之平衡，形成具有一定粘度的下层液相，使得更多的底物在下相充分接触，促进反应的进行。同时，通过一系列的条件实验，发现尿素和有机胺的转酰胺反应是受热力学控制的反应，反应时间，反应温度和反应压力对反应的活性有很大的影响。例如，低温有利于单边烷基脲的形成，高温有利于双边烷基脲的合成。虽然此体系仍然面临NH3固定率较低等不足，但是CO2/H2O体系可以大大提高转酰胺反应的活性，为以后寻找更绿色高效的反应体系提供了一定的指导意义。　　2.水滑石催化二氧化碳与有机胺反应合成脲　　新鲜水滑石层板为带正电荷的Mg-Al-OH水镁石结构可以与二氧化碳进行酸碱反应生成Mg(HCO3)2，结构不可恢复，但是水滑石经过一定温度焙烧后形成无定型的复合金属氧化物，它暴露出来的碱中心更有利于二氧化碳的可逆吸附。但是将热处理过的水滑石应用到二氧化碳参与的有机催化反应中却鲜有报道。　　设计了特定温度热处理的水滑石催化二氧化碳与正丁胺反应合成脲类化合物的体系。研究发现，550℃焙烧处理的水滑石(Mg-Al LDH550)作为催化剂时，1-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，无须加入任何脱水剂，即可有效地催化二氧化碳和有机胺反应合成脲类化合物。通过XRD，N2-程序升温脱附，CO2-TPD等表征技术可以发现不同温度焙烧的水滑石在形貌，比表面积和表面碱中心分布等方面都有比较大的区别。经过550℃焙烧后，层状结构消失，生成的复合金属氧化物拥有较高的比表面积和总孔容，并且表面产生了有大量的中强碱中心，可以有效活性二氧化碳与有机胺反应合成脲类化合物。此外，反应后的催化剂经过重新焙烧后，可以循环使用3次而活性损失较小。　　3.催化二氧化碳一步法合成氨基甲酸酯　　受之前工作的启发，曾尝试以热处理过的水滑石为催化剂催化二氧化碳，有机胺和甲醇一步法合成氨基甲酸酯，但是发现反应活性很差。稀土金属氧化物由于其特殊的性质得到了科学家们广泛的关注。氧化铈在氨基甲酸酯合成领域也得到了一定的发展，但是主要集中在芳香族氨基甲酸酯，且反应后的催化剂需要经过焙烧再生才能实现循环套用。　　发展了Mn掺杂的氧化铈催化剂(MnOx(0.03)-CeO2)催化二氧化碳一步合成脂肪族氨基甲酸酯。反应后催化剂只须经过简单的干燥处理即可实现催化剂的循环。通过一系列的活性测试，反应动力学实验和各种表征手段(XRD，Raman，TEM，SEM-EDX mapping，CO2-TPD，TG，XPS，DRIFT和N2程序升温脱附等）首次系统地研究了氧化铈催化剂在一步法合成脂肪族氨基甲酸酯反应中的失活机理，并且发现氧化铈中掺杂一定量的Mn(MnOx(0.03)-CeO2)可以大大提高催化剂的稳定性。研究发现，以氧化铈为催化剂时，反应过程中形成的碳酸盐物种沉积在催化剂表面，引起了催化剂的表面重构，导致了氧化铈催化剂的失活。然而，氧化铈催化剂中掺入Mn弱化了二氧化碳与催化剂表面的相互作用，使得甲醇以相对活性的形式在催化剂表面解离吸附，有利于解离物种与表面碳物种发生反应而及时从表面脱附移除，提高了催化剂结构的稳定性和催化剂的循环利用性。