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二氧化碳（CO2）与环氧化合物反应合成环状碳酸酯是一种可以有效固定CO2的原子经济性反应。CO2是一种广泛存在的C1资源。虽然目前对离子液体催化CO2转化碳酸酯的机理有一些研究,但对微观详细机理的研究还不够深入。本文通过实验和模拟相结合的方法对反应过程和机理进行了探讨,论文的主要创新点和成果如下:（1）实验合成一系列不同结构的离子液体作为催化剂研究CO2转换环状碳酸酯的反应,结果表明阴阳离子对反应的转化率有实质性的影响,提出离子液体在催化中起到了亲电和亲核双重活化作用,并预测了可能的反应机理,另外发现离子液体的氢键作用导致形成离子簇结构以及反应体系中加入微量水有利于反应的进行。（2）采用Kamlet-Taft方法表征离子液体的氢键酸性（α）和氢键碱性（β）,结果表明转化率与氢键能力有一定的关系。利用气相色谱、核磁以及液质联用等研究了1-羟乙基-3-甲基咪唑溴盐和1-丁基-3-甲基咪唑溴盐分别作为催化剂时不同时间的反应产物,发现离子液体咪唑阳离子的C2-H与环氧丙烷（PO）形成氢键,阴离子和PO的C-H也有氢键作用,阴阳离子协同作用导致了PO开环,通过质谱预测了中间体的结构,随着反应的进行,转化速率逐渐降低,中间体数量逐渐减少。（3）为了验证实验的结果,采用密度泛函理论（DFT）方法计算了离子液体的相互作用能、二阶稳定化能,发现氢键是关键的结构因素。同时计算了1-丁基-3-甲基咪唑溴盐作为催化剂CO2和环氧丙烷生成环状碳酸酯的反应路径,发现开环是整个反应的控制步骤。进一步计算了不同离子液体与环氧丙烷开环的活化能和过渡态结构,所计算的能垒和实验转移率有一定的线性关系,明确了反应机理。并探讨了水对反应的影响。