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CF3I具有较低的GWP值和ODP值,在哈龙替代灭火剂和制冷剂方面具有潜在的应用意义,本文针对CF3I目前合成方法得率低、间歇操作等缺陷,研究了气相CF3I合成反应的机理、工艺条件和催化剂技术。通过对气相合成CF3I的四条路线的吉布斯自由能计算,选择CHF3、碘和氧气为原料合成CF3I,设计了装置线路在550℃条件下进行反应,采用GC-MS、FTIR和分子量测定确认产物为CF3I,表明该反应能够合成CF3I。采用捕捉剂H2、2-甲基-2-丁烯对反应中间体进行捕捉,不同条件下分析产物组分变化；对吸附了中间体的载体进行氢化和热解实验,分析产物结构。空管热解CHF3能够产生CF2卡宾中间体,与H2得到CH2F2,当有载体活性炭（AC）存在时,CHF3受热脱HF得到中间体CF2卡宾,CF2卡宾吸附在活性炭表面形成稳定结合,捕捉剂检测不到CF2卡宾,且CF2卡宾不能二聚形成四氟乙烯。结合在AC表面的CF2卡宾受热发生岐化反应得到CF3自由基,CF3自由基与碘自由基结合生成产物CF3I, CF3自由基与CF2卡宾结合形成CF3CF2自由基,CF3CF2自由基与H自由基结合形成CF3CHF2,与Ⅰ自由基结合生成CF3CF2I,CF3自身结合生成CF3CF3。采用CHF2C1和六氟环氧丙烷（HFPO）在AC或多孔氟化铝（PAF）表面进行类似的实验,发现生成类似的产物,表明实验条件下得到CF3自由基只与中间体CF2卡宾相关,CF2卡宾在AC或PAF上发生岐化反应生成CF3自由基。通过实验得到了气相催化合成CF3I的机理为CF2卡宾岐化机理。为验证CF2卡宾岐化机理成立,采用Material Studio的DMol3模块对CF2卡宾在AC表面吸附和岐化进行模拟计算,并依据机理设计了HFPO低温催化反应合成CF3I以验证反应机理成立。计算结果表明CF2卡宾能在AC表面形成较强的结合,与AC表面的共轭π键反应形成偕二氟环丙烷化合物。两个相邻CF2卡宾在AC表面吸附后,其中一个CF2卡宾上的F原子逐渐靠近另外一个CF2卡宾上的C原子形成CF3基团。CF2卡宾在AC表面的吸附能-36.32 kcal/mol,岐化反应第一步的活化能为36.4kcal/mol,岐化反应第二步的活化能为42.1kcal/mol。CF2能够在AC表面能够形成稳定结合并发生岐化反应,与实验结果吻合。HFPO在较低温度下能够热解产生CF2卡宾,在KF/AC催化剂作用下170℃与碘能够产生CF3I,210℃时反应2h可使HFPO的转化率达到99%以上。理论计算和HFPO合成CF3I的实验证明CHF3与碘合成CF3I的CF2卡宾岐化机理成立。利用机理研究结果对反应工艺条件进行优化研究,研究了温度、空速、投料比对反应的影响规律。适宜的反应温度为550℃时；适宜的空速为300h-1；最佳投料量为CHF3为36ml/min; I2: 8.2g/h; O2:3ml/min（对应的催化剂的体积为16ml）。为提高反应的转化率和催化剂的使用寿命,研究了气相催化合成CF3I的催化剂活性物和载体对反应的影响。结果发现碱金属盐作为催化活性组分具较高的活性；AC作为载体时,CHF3的转化率较高,多孔金属氟化物氟化铝和氟化镁作为载体时转化率偏低,但金属氟化物对氧气和HF惰性,作为载体具有工业应用潜力。在优化条件下,RbNO3-KF/AC催化剂使用寿命得到提高,达到120h。