工业革命以来,由于化石能源的过渡开采以及大量的植被遭到破坏,大气中CO₂的浓度急剧增加。一方面,CO₂的过度排放使得全球变暖等环境问题日渐加剧。另一方面,CO₂是可再生的C1资源,其作为环境友好的介质和原料在燃料、材料合成及化工产品的生产中有广泛的应用。将工业废气中的CO₂资源化利用无疑是最好的处理方式之一。但是,CO₂具有很高的热力学稳定性和动力学惰性,因此,研发高效的捕获剂和催化剂,以实现温和条件下CO₂的高效捕获与转化对CO₂捕获与利用技术（CCU）的发展具有重要意义。金属-有机骨架材料（MOFs）由有机配体和金属离子或金属离子簇配合而成,具有比表面积大、热稳定性高、易回收、结构多样、性质可调等优点。但是,一些MOFs的性质还不能满足我们的要求,在CO₂吸附和转化反应中活性低,且选择性较差。因此,我们通过多种手段对其进行改性,调节其性质,从而实现温和条件下CO₂的高效捕获与转化。本篇论文的主要研究内容如下:（1）首先尝试了离子液体和金属-有机骨架的物理混合催化体系（四丁基溴化铵/ZIF-8）。研究发现,ZIF-8（Zeolitic Imidazolate Framework-8）和四丁基溴化铵（TBAB）在催化转化CO₂方面,有很好的协同效应。在CO₂与环氧丙烷（PO）的反应中,当ZIF-8（基于Zn元素）/TBAB加入量为0.58 mmol/1.80 mmol时,在90°C、0.35 MPa条件下反应48 h,环状碳酸酯（PC）的产率达到了98%以上。但是,助催化剂TBAB的回收再利用较困难。因此,将离子液体与金属-有机骨架材料结合起来,开发一种非均相的CO₂催化剂是非常必要的。（2）通过氨基与锌离子配位,将氨基离子液体修饰到金属-有机骨架上,得到一系列IL/ZIF-8（ZIF-8-AFIL-x）复合材料。不同于传统的浸渍法,该系列复合材料并没有出现孔道堵塞、孔容大幅度降低等现象,仍然保持良好的多孔性能。研究发现,得到的CO₂吸附-催化剂在一定的温度范围内（25¹00°C）,对模拟的烟道气（CO₂:N2=15:85）中CO₂的捕获都表现出了良好的选择吸附性能。其中,ZIF-8-AFIL-3在25°C、常压下,CO₂吸附量达到2.38 mmol·g-1,在100°C、常压下,CO₂的吸附量可达2.68 mmol·g-1。ZIF-8-AFIL-3在助催化剂TBAB存在的温和条件下（常压、50°C、24 h）,可高效催化CO₂与环氧氯丙烷环加成反应,环状碳酸酯ECC的产率和选择性都达到了96%以上。在无助催化剂、无溶剂的反应条件下（100°C、2.0 MPa、6 h）,产物ECC的产率和选择性分别可达95.5%和95.6%。另外,该材料具有优良的循环使用性能,重复使用多次后,对CO₂的吸附和催化性能未明显降低。（3）通过模仿金属-有机骨架材料ZIF-8的配体（2-甲基咪唑）结构,合成了3种大尺寸的柔性有机配体。在合成ZIF-8时,将这3类有机物分别作为第二配体掺杂进去,得到一系列混合配体的金属-有机骨架材料（m-MOFs）。通过调节第二配体的结构和含量,从而调节m-MOFs的孔结构、比表面积、化学吸附位点等,最终得到多个对CO₂具有较高吸附能力的m-MOFs。其中,在75°C、常压的条件下,以1,10-双（咪唑-1-基）癸烷作为第二配体合成的m-ZIF-8-10-a的CO₂吸附量高达6.6 mmol·g-1,且脱附简单,工艺重现性较好。利用粉末X射线衍射、N2-吸附脱附曲线、扫描电子显微镜、核磁共振等表征手段,研究了柔性第二配体对材料的CO₂吸附性能的影响。为今后定向合成高效的CO₂吸附剂提供了一定的理论基础。