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近年来汽车尾气的污染带来了诸多问题,解决尾气污染已迫在眉睫。聚甲氧基二甲醚是一种优良的柴油添加剂,将其添加到柴油中能够很好的改善柴油的燃烧状况,减少固体颗粒、碳氧化物的排放,提高发动机热效率。因此聚甲氧基二甲醚越来越受到关注。但工业生产中存在低聚甲醛价格昂贵、PODE产物分离困难等问题,针对这些问题,论文选用了甲醛和甲醇为新的反应原料,开发出了新型酸性催化剂,并对PODE合成规律、催化剂性能和PODE产物分离方法进行了研究。首先用H-SAR催化剂催化甲醇与甲醛反应合成PODE产物,研究了甲醇与甲醛质量比、催化剂用量（W%）、反应温度、反应时间、水含量及气相氛围等对产物收率和甲醛转化率的影响规律。结果表明,H-SAR催化剂催化甲醇与甲醛反应的最佳条件为:甲醇与甲醛质量比为2:4、催化剂用量为10w%、反应温度为60℃、反应时间为120 min、空气氛围及无水条件,PODE1-9、PODE2-9和PODE3-6的收率分别达到38.97w%,26.76w%,15.6w%,甲醛转化率为39.93%。其次研究了氯化锌为催化剂催化甲醇与甲醛合成PODE产物,发现氯化锌催化反应时的最佳条件为:甲醇与甲醛质量比2:4、反应温度105℃、反应时间300 min、催化剂用量为3w%。此时PODE1-6、PODE2-6和PODE3-6的收率分别达到29.48w%、19.9w%和11w%,与氯化铁为催化剂时的37.86w%、23.83w%和12.19w%相比略低,因此,实验中选用氯化铁对H-SAR催化剂进行改性。研究了氯化铁与H-SAR催化剂质量比、温度、时间、溶剂类型等对改性催化剂Fe-SAR活性的影响规律。研究结果表明,氯化铁与H-SAR催化剂质量比为0.5:1、改性温度为70℃、乙醇为溶剂及改性8h为最优的改性条件。研究了 Fe-SAR催化剂催化甲醇与甲醛反应时,甲醇与甲醛质量比、催化剂用量（W%）、反应温度、反应时间、水含量等对PODE产率和甲醛转化率的影响规律。结果表明,在甲醇与甲醛质量比2:4、催化剂用量10w%、反应温度70℃、反应时间240 min及无水存在时,改性催化剂Fe-SAR的活性最佳,此时PODE1-9、PODE2-9和PODE3-6的收率分别达到45.27w%、27.76w%和14.82w%,甲醛转化率为43.40%。再次通过N2等温吸附脱附、SEM、NH3-TPD、吡啶-IR、TG等表征技术对H-SAR和Fe-SAR催化剂的结构、形貌、组成、酸性质、稳定性等进行了研究和比较,并对两种催化剂的活性进行了分析比较。比较结果发现,Fe-SAR催化剂较H-SAR 比表面和孔容低,孔隙结构更发达,催化剂的酸性更强,B酸位减少,L酸位增加,稳定性和催化活性提高。接着研究了 H-SAR催化剂催化甲醇与甲醛合成PODE的反应动力学。甲醛、甲醇、甲缩醛和水的反应级数分别为0.32、0.45、0.42和0.86,说明提高甲醇与甲醛的浓度或降低甲缩醛和水的浓度可使反应向正方向转移;正逆向反应的活化能分别为42.5kJ.mol1和45.73kJ.mol1,合成反应为放热反应。研究了甲醇与甲醛在H-SAR和Fe-SAR催化剂催化作用下的反应机理,认为PODE产物可同时按照链增长和羟醛缩合两种机理生成,且羟醛缩合反应时,不同聚合长度的半缩醛之间可发生反应。最后采用基团贡献法对反应焓变△rHm,θ,T、反应熵△rSm,Tθ、反应吉布斯自由能△rGm,Tθ及标准平衡常数Kθ进行了估算。结果表明,酸催化下的甲醇与甲醛合成PODE的反应为放热反应,提高温度对反应不利。采用平衡釜法测定了水-甲缩醛-对二甲苯、甲苯、正庚烷和水-PODE3-对二甲苯、甲苯、正庚烷等六个体系在30℃和40℃时的液液相平衡数据,并分析了三种萃取剂的萃取能力;另外,用NRTL和UNIQUAC热力学模型对实验数据进行了回归,得到了二元交互参数。结果表明对二甲苯、甲苯和正庚烷对甲缩醛、PODE3具有优异的萃取效果,且NRTL和UNIQUAC热力学模型能够很好的关联实验数据。采用液液平衡釜法测定的热力学数据可为萃取分离PODE产物和水提供基础数据。