碳酸二甲酯作为一种重要的甲基化、羰基化试剂和绿色化工中间体，具有低毒、无污染的优点，广泛应用于塑料、染料、食品添加剂、医药和农药等领域。碳酸二甲酯合成方法主要有光气法、氧化羰基化法、二氧化碳直接合成法和酯交换法。酯交换工艺主要有均相催化和多相催化。均相催化对设备要求不高，工艺成熟，是目前国内生产碳酸二甲酯的主要工艺，但催化剂与反应体系分离困难，催化剂难以回收利用。开发生产过程环保、可循环使用的多相催化剂和酯交换工艺是碳酸二甲酯清洁生产的迫切要求。　　 本论文通过对一系列催化剂进行活性比较，发现钛酸钾催化碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯的催化效果较好。实验采用偏钛酸和碱性化合物为原料，分别用固相法和溶剂法合成了钛酸钾，并对其进行了活性评价，实验结果表明溶剂法合成钛酸钾活性较高。进一步对溶剂法合成钛酸钾的工艺条件进行了系统研究和优化，研究得出较佳的合成条件为：以n(丙二醇)∶n(H2O)=6∶1的丙二醇—水为混合溶剂，n(KOH)∶n(H2TiO3)=4∶1，反应温度120℃，反应时间7h，反应产物经500℃焙烧2h。对不同制备条件下的钛酸钾进行了XRD表征，分析结果表明：溶剂法合成的钛酸钾未经洗涤直接在500℃焙烧2h的主要结构为K3Ti8O17；用水洗至中性的钛酸钾焙烧后主要结构为K2Ti2O5和TiO2，清洗至中性未焙烧的钛酸钾主要结构为TiO2。对碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯具有催化活性的钛酸钾主要结构为K3Ti8O17和K2Ti2O5。　　 以较佳工艺条件制备的钛酸钾作催化剂，对碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯进行了进一步研究，获得了较适宜的反应条件为：n(CH3OH)∶n(PC)=9∶1，甲醇加料方式为分三批加入(比例为6∶3∶1)，催化剂用量m(cat.)/m(PC)=5.59％，反应温度64～80℃，反应时间7h，甲醇和DMC共沸物采出率为0.07ml/min。在此条件下，PC转化率77.2％，DMC单程收率75.7％，DMC选择性98.1％，比文献报道的同类型反应DMC收率高。　　 采用气相色谱-质谱联同分析方法对酯交换产物进行了全分析。分析结果表明：反应中有少量丙二醇分子间二聚物(HOCH2CH(CH3)OCH2CH(CH3)OH)、丙二醇三聚物(HOCH(CH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH(CH3)OH)、甲醇和丙二醇之间的醚化物(CH3OCH2CH(CH3)OH)等副产物生成。　　 对较佳工艺条件制备的钛酸钾催化剂在较佳酯交换工艺条件下进行了循环使用催化活性实验。实验结果表明：催化剂循环使用后活性逐步降低，经四次循环使用后失活。对活性降低和失活催化剂进行了XRD表征，表征结果表明：失活催化剂的物相结构为二氧化钛和少量K2Ti4O9。钛酸钾催化剂在循环使用过程中活性降低乃至失活是由于钛酸钾由活性较高的K3Ti8O17和K2Ti2O5结构逐渐转化成无活性的TiO2和活性低的K2Ti4O9。