二氧化碳既是最主要的温室气体，同时也是地球上分布最广、储量最丰富的碳资源之一。无论从资源利用还是环境保护的角度考虑，二氧化碳的固定和化学转化的研究都具有重要意义。其中三元环化合物（环氧化物/吖啶）和二氧化碳原子经济性地合成具有重要应用价值的五元环化合物如环状碳酸酯/噁唑啉酮是化学固定二氧化碳有效方法之一。　　 我们发现具有双功能基的聚苯乙烯负载的季铵盐能够高效催化环氧化物和二氧化碳以超过99％的收率和99.3％纯度得到碳酸丙烯酯，且催化剂能回收利用。进一步，设计并合成了在超临界二氧化碳中有溶胀作用的均相催化剂（季铵盐功能化的聚乙二醇（PEG6000（NBu3Br）2））实现了环氧化物和二氧化碳催化制备环状碳酸酯的“均相催化反应和非均相分离过程”一体化。　　 环状碳酸酯的重要工业应用之一，是通过酯交换法制备碳酸二甲酯。在这个过程中联产邻二醇。如果实现邻二醇和二氧化碳的催化制备碳酸丙烯酯，就能将邻二醇循环利用。从这两个过程的净结果来看：甲醇和二氧化碳直接制备碳酸二甲酯。我们研究有机锡、金属镁及其氧化物这两类催化剂，实现邻二醇与二氧化碳催化转化反应制备环状碳酸酯。并探讨有机锡催化该反应的催化机理，对催化过程的中间体进行了表征。　　 噁唑啉酮在医药和有机合成中有着广泛的用途。功能化聚乙二醇能在2.5‰催化剂当量下，在20 min左右的时间内催化吖啶和二氧化碳定量地转化为5-芳基-2-噁唑啉酮。对该催化过程提出了反应机理，并设计实验且得到了合理的实验数据支持我们所提出的机理。　　 设计并合成过渡金属配合物和簇合物催化剂，开发新的反应途径，开拓利用二氧化碳的结构及反应特性的新的固定和转化方法，寻找真正的催化循环体系是今后二氧化碳固定和转化的努力方向。我们设计两类络合物希望能和二氧化碳生成更为活性的和具有实际应用价值的金属络合物，希望能为催化剂的设计提供基础。