碳酸二甲酯（DMC）是一种重要的有机碳酸酯,已广泛应用于聚合物合成、燃料添加剂、有机溶剂等领域。以CO2为原料合成DMC不仅可以实现资源利用,而且对碳减排具有重要意义。据报道,目前已经开发和评估了多种催化剂用于合成DMC,其中,研究有效活化CO2的催化剂是关键。铈基氧化物催化剂具有高温稳定性和抗毒性,具有酸碱双功能活性中心,其形态、尺寸、组成会显著影响催化活性和选择性。CeO2及其混合氧化物是主要的催化活性组分,在CO2和甲醇直接合成DMC中表现出优异的催化性能。在本研究中,采用水热法合成具有不同形貌结构的CeO2纳米催化剂并对其进行了一系列的催化性能研究和探讨。在此基础上引入了金属Fe和Zr,合成双金属混合氧化物纳米催化剂,采用TEM、TPR、TPD、XRD、XPS、拉曼等对催化剂进行表征分析,研究其对DMC催化活性的影响。通过优化反应工艺条件确定最佳条件:反应温度160℃、反应压力7.0MPa和反应时间4 h。对Fe掺杂的不同形貌纳米CeO2催化剂进行研究,结果发现Fe掺杂对CeO2纳米棒的催化活性具有显著的促进作用,并且进一步研究了Fe掺杂量的影响。其中2%Fe-CeO2表现出最佳催化性能,Fe掺杂催化剂合适的酸碱性、较高的比表面积以及表面Fe、Ce之间的协同效应对于DMC的生成至关重要。而掺杂金属Zr导致CeO2纳米催化剂主要暴露（111）晶面,催化活性很大程度上取决于Zr-CeO2的组成结构和性质,结果发现Zr的掺杂使DMC的生成量明显增加。进一步研究Zr掺杂量对Zr-CeO2纳米颗粒催化性能的影响,其中5%Zr-CeO2纳米颗粒表现出最佳催化性能。研究发现适当的酸碱位点数量、较大的比表面积以及较小的孔径也是影响催化活性的重要因素。通过对Ce基氧化物催化剂进行形貌调控、金属掺杂、反应工艺条件优化来提升催化性能,并且确定形貌、酸碱位点、比表面积、表面组成等性质与催化性能之间的关系,促进甲醇活化为甲氧基物种以及CO2的吸附活化。