本文以镁粉作为催化剂，研究了超临界CO₂与甲醇直接合成碳酸二甲酯的反应。用正交实验设计的方法，考察了在间歇反应釜中反应温度、催化剂用量、反应时间、及搅拌转速对反应的影响，并通过对实验数据的分析，得出理论上最佳反应条件：反应温度190℃，反应时间5h，催化剂用量6％，搅拌转速800r／min。 采用气相色谱法分析反应产物中水、甲醇和碳酸二甲酯等组分的含量，确定其色谱条件为：热导池检测器；色谱柱3×2000mm不锈钢管；固定相为60～80目的402有机担体；柱温160℃；检测室温度160℃；汽化室温度180℃；载气为氢气，流量50ml／min；桥电流110mA。并用修正面积归一法求得反应产物中各组分的相对校正因子：水为1.0000，甲醇为1.5518，碳酸二甲酯为2.5927，从而得到产物中碳酸二甲酯的含量。通过定量分析，碳酸二甲酯的转化率可达10％以上，与文献相比提高了10倍。 同时，本文对反应中出现的超临界现象作出了解释，并探讨了超临界下CO₂的活化机理。对CO₂和甲醇直接合成碳酸二甲酯反应的可行性，本文采用Benson基团贡献法从热力学上对其进行了初步分析，计算了碳酸二甲酯的ΔH_f⁰、ΔG_f⁰以及反应的一些热力学数据。计算结果表明ΔG_r⁰＞0，说明此时CO₂和甲醇直接合成碳酸二甲酯从热力学上讲是不可行的，只有通过改变反应条件，降低反应体系的△G;才可能进行。