目前燃煤电厂是主要的CO₂排放源。随着温室效应越来越严重,燃煤电厂其尾部烟气中CO₂的捕集越来越受关注,其中,膜吸收是当今比较常见的捕集方法之一。但是膜吸收长期运行会对膜与膜材料的稳定性及其CO₂吸收过程带来不利影响。所以本文从宏观和微观两个角度考察燃煤烟气CO₂捕集过程中,CO₂吸收性能及膜材料润湿过程展开了比较全面的研究。主要内容包括以下几方面:利用膜法吸收CO₂模拟实验系统,采用CO₂/N₂配制的模拟气体作为原料气,选取乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和甲基二乙醇胺（MDEA）溶液为吸收剂,分别从CO₂脱除效率的和传质速率两个角度考察不同操作条件下膜吸收CO₂性能的变化,以及长时间吸收过程中聚丙烯（PP）中空纤维膜的吸收性能变化。同时对膜相传质阻力变化建立模型进行拟合。综合运用场发射扫描电镜（FSEM-EDX）、傅里叶原位红外（FTIR）、接触角、表面张力仪等测试手段,研究膜吸收CO₂过程中膜与膜材料微结构（表面性质、孔结构等）的演变规律及其对膜吸收CO₂性能的影响。其次,研究复配吸收剂对膜吸收CO₂的影响,并进行长时间动态膜润湿实验,通过聚合物膜在吸收剂溶液中长期浸泡,模拟膜-吸收剂交互作用过程,系统考察膜润湿的影响因素。结果发现:相同操作条件下,吸收效率为:MEA>DEA>MDEA;增大吸收液浓度,CO₂脱除效率和传质速率均提高,但是随着吸收液浓度增加,膜组件运行过程中越容易出现润湿;气相流速的增加以及气相中CO₂体积分数的增加,CO₂脱除效率下降,但传质速率增加。长时间实验中,MEA对膜的润湿作用要比DEA明显,不利于膜组件的长时间运行;利用一级反应动力学方程,对膜组件总传质阻力变化规律建立理论方程,和实验数据拟合,结果较好。长时间溶液浸渍下,膜丝表面性质以及膜孔结构都发生变化,吸收液溶解在膜丝内,对膜孔造成横向作用力,造成膜孔形状由原先的细长变为椭圆形,膜孔孔径变大,内部纤维变粗;表面张力较小的溶剂容易引起薄膜的润湿,所以浸泡在高表面张力MEA溶液中的膜丝结构变化要大于MDEA作用下膜丝结构变化;通过红外光谱图和热重分析表明浸泡后的膜丝表面成分发生了变化;对于MDEA溶液,只需要添加少许MEA、PZ和PG,CO₂脱除效率和传质速率均有大幅度提高,其中添加PZ后的混合溶液表现出更好的促进作用,但是当达到一定复配比后,促进作用不再明显;添加高表面张力的氨基酸溶液可以有效预防膜润湿。