“温室效应”是21世纪人类所面临的重大环境问题之一,CO2约占温室气体的2/3,是引起温室效应的主要气体。离子液体(Ionic Liquids,ILs)是指仅由阴阳离子构成的液体,以其优异的热稳定性、良好的溶解性、良好的电导性及优异的结构可设计性等特点,在气体的捕集方面具有广泛的应用。然而传统离子液体用于捕集CO2虽然解决了工业上有机胺溶液捕集存在的损失高、腐蚀性高及再生能量高等问题,但吸收效果没有新的突破。如何实现在降低腐蚀性和再生能量的前提下,提高离子液体吸收CO2的能力,是现阶段离子液体用于吸收CO2的所亟待解决的问题。基于此,将传统离子液体进行功能化,设计合成了 6种功能化离子液体,并制备离子液体复配溶液对模拟烟气进行吸收,不仅实现了对CO2的快速捕集而且具有便于分离和可重复使用的特点。本论文主要内容有:(1)合成了 2种单咪唑氨基功能化离子液体,1-氨丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和1,3-二氨丙基咪唑四氟硼酸盐。采用FT-IR,1HNMR,等手段对离子液体进行了表征,考察了不同温度下的粘度和密度,并将其应用于CO2吸收实验。测试结果显示,常压下低温有利于吸收,当吸收温度在283K时,1-氨丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和1,3-二氨丙基咪唑四氟硼酸盐的最大CO2吸收容量分别为0.424mol CO2/mol IL和0.894mol CO2/mol IL,且经解吸后可重复吸收10次以上,其CO2吸收容量未见明显的降低。(2)增加离子液体碱性基团密度,更利于捕集CO2且易于生物降解,本章首先设计合成了双咪唑离子液体,再通过一系列阴离子交换,制备了四种不同阴离子结构的双咪唑氨基酸离子液体,并采用FT-IR,1HNMR等手段对离子液体进行表征。对所合成的四种离子液体进行了粘度、密度测试以及CO2吸收实验,研究结果显示,在最佳吸收温度下(283K),饱和吸收容量由高到低依次为双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基二脯氨酸,双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基二甘氨酸,双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基二丙氨酸,双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基二赖氨酸。由此可见,阴离子结构对CO2捕集效果有明显的影响,脯氨酸阴离子上含仲胺,且其共轭酸pKa为10.6,具有相对较强的碱性,吸收容量最大为0.971 mol CO2/mol IL;而赖氨酸阴离子上虽然有两个氨基,但其粘度太大,导致吸收容量只有0.592 mol CO2/mol IL。此外,以上离子液体经解吸均可重复吸收10次以上,其CO2吸收容量未见明显的降低。(3)为进一步考察所合成离子液体对捕集CO2的工业化应用,考虑到氨基功能化离子液体粘度大的问题,本章考察了离子液体复配溶液的吸收效果,并以N2与CO2混合气作为模拟烟气,考查了离子液体结构、离子液体比例、复配溶剂种类、模拟烟气配比等对CO2吸收容量的影响。测试结果显示,在以5%离子液体+95%乙二醇复配为吸收剂时,双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基二赖氨酸离子液体的最大摩尔吸收容量大幅度提升,可达2.143molCO2/mol IL;模拟烟气结果显示,在CO2含量为10%～100%情况下,该离子液体复配溶液的吸收容量在1.562～2.143mol CO2/mol IL的范围内,其值远大于文献中三乙烯四胺乳酸盐离子液体的吸收容量值0.547 mol CO2/mol IL。因此,本复配离子液体吸收剂非常有望实现其在CO2工业化捕集中的应用。