CO₂捕集与封存技术被认为是短期内实现C0₂减排,减少大气中CO₂浓度的关键技术。化学吸收法由于其(C0₂脱除率高、工艺简单、处理量大等优点而成为最接近工业应用的C0₂捕集技术。然而,常规有机胺水溶液化学吸收剂存在再生能耗大的根本问题。新型CO₂相变吸收剂,在吸收CO₂后会形成CO₂含量有显著差异的贫富两相,只需要再生富相而可望显著降低再生能耗,是目前国内外研究的热点。为探寻具备CO₂吸收性能优、绿色环保、成本低廉等特性的相变吸收剂,本论文基于有机胺/非水溶剂体系优选出适用于沼气和烟气中CO₂脱除的液固相变吸收剂,分别进行CO₂吸收动力学实验,考察吸收剂在相应条件下的C02吸收速率、吸收容量、再生性能等。此外,通过产物表征等手段明晰各吸收剂吸收CO₂的反应机理,并结合实验与分子动力学模拟方法探明该类液固相变吸收剂的相变机理。有机胺/非水溶剂体系的C 02相变吸收探究实验表明,可相变体系中有机胺、非水溶剂的分子结构需满足:（1）有机胺为分子结构两端同时含有伯氨基或仲氨基的多元胺,且分子结构中不能再含有叔氨基;（2）非水溶剂需为极性低于甲醇或分子结构中不含有羟基的有机溶剂。所得多元胺/非水溶剂相变体系中,二元胺/乙醇体系吸收CO₂后相变与相分离性能优异,但由于乙醇易挥发,可用于沼气中C02的脱除。三乙烯四胺/聚乙二醇200（TETA/PEG200）体系具有可媲美离子液体的热稳定性且粘度较低。同时,其CO₂吸收速率与容量均优于其他强热稳定性相变吸收剂。因此优选TETA/PEG200体系为中高温烟气下C02脱除吸收剂。研究了乙二胺（EDA）/乙醇溶液和哌嗪（PZ）/乙醇溶液在模拟沼气中C02吸收性能并与相应胺的水溶液进行对比,同时探讨了其反应机理与固相再生性能。吸收实验结果表明二元胺/乙醇溶液的C02吸收速率要高于二元胺水溶液,其中EDA/乙醇溶液的总平均吸收速率可达EDA水溶液的2倍。EDA/乙醇溶液和PZ/乙醇溶液的吸收容量约为其相应胺水溶液的1.1倍。13CNMR表征发现固相产物为单氨基甲酸酯和双氨基甲酸酯的混合物。TG-DSC分析则表明EDA-氨基甲酸酯混合物和PZ-氨基甲酸酯混合物的再生分解温度都为～90℃,估算所得固相氨基甲酸酯的再生热量分别比传统MEA水溶液整体再生热少25.6%和20.5%。相分配研究结果显示几乎全部的化学吸收的CO₂分布在固相产物中,而液相中仅包含物理吸收的CO₂。研究了 TETA/PEG200溶液在较高温度烟气中的CO₂吸收/解吸性能,并结合实验与模拟研究的手段,探究了溶液吸收CO₂的反应机理与相变机理。吸收实验结果表明TETA/PEG200溶液的CO₂吸收容量随浓度的增加而增加,随温度的升高而降低,当其浓度达到1M后,温度升高（从40℃至60 ℃）造成的CO₂吸收容量降低百分比可降至～8.4%。40℃时,1M TETA/PEG200溶液的CO₂吸收容量高达1.63 mol/mol TETA,与TETA水溶液几乎相当。TETA/PEG200溶液的CO₂平均吸收速率随温度的增加（从40℃至60 ℃）的降低百分比在10%以内,与相应的TETA水溶液差距不大。两相分配实验则表明固相所占体积、固相CO₂含量及单位体积固相中CO₂含量都随着浓度的增加而增加。60 ℃时,1 M的TETA/PEG200溶液吸收CO₂至饱和后的固相体积仅占总体积的29%,而其中CO₂的含量却高达总含量的92%。再生实验表明对于TETA/PEG200溶液,微波加热比传导加热方式更高效稳定。微波加热条件下,溶液整体再生和固相分离再生在经过四次循环吸收/解吸实验后,其再生效率仍分别保持为96%和90%。由¹³C NMR和FTIR表征结果可知,TETA/PEG200溶液吸收CO₂后的产物主要为单氨基甲酸酯、双氨基甲酸酯和基于PEG200的烷基碳酸酯。相变过程中没有新产物生成且单氨基甲酸酯是从溶液中析出的主要产物。谱图结果还表明在固相产物中存在大量氢键,很可能由-COO^-和-NH₃⁺形成。吸收实验显示当TETA浓度为1-2M时,TETA/PEG200溶液在吸收容量达到1mol/molTETA时发生相变,通过加入纯TETA即可实现相变的逆过程。综上,提出基于两性离子⁺NH₃（CH₂NH）₂NHCOO^-自作用团聚并沉淀析出的相变机理。分子动力学模拟进一步证明,两性离子较其他产物形式更容易形成自身分子内和分子间氢键。随着CO₂吸收容量的增加,两性离子自身所形成氢键增加而与溶剂分子间的氢键减少,从而发生自聚析出。该机理也与有机胺结构对相变影响规律的结论一致。