近年来,随着工业的迅猛发展,人们对化石燃料的过度依赖,二氧化碳（CO₂）大量排放引起“全球气候变暖”问题,受到了世界各国的广泛关注。离子液体（ILs）具有独特性质,可作为CO₂捕集的良好吸收剂。迄今为止,离子液体作为吸收剂捕集CO₂等酸性气体,其两大关键科学问题仍然有待于突破:一是离子液体吸收位点有限,二是功能化离子液体的粘度普遍偏高（≥100 cP）;两者均限制了离子液体在酸性气体分离领域的实际应用。针对这些困境,本文将多位点吸收策略引入到离子液体碳捕集过程中提高了吸收容量,然后设计了一种高效的二元混合离子液体吸收剂提高了CO₂的吸收速率。与此同时,一氧化碳（CO）作为一种重要的C1资源,发展高效的CO分离与转化技术,有着重要的科学和现实意义。为此,本文设计合成了碳负阴离子功能化离子液体,利用碳负离子具有超强亲核性,首次实现了离子液体高效化学吸收CO。首先,通过在甘氨酸阴离子上引入吸电子取代基乙酸根,合成出一类氨基多羧酸离子液体用于捕集CO₂。通过降低阴离子中胺基的负诱导效应,显著提高了羧酸根与CO₂的相互作用,首次实现了氨基酸离子液体中胺基和羧酸根对CO₂的多位点吸收（1.69 mol mol-1）,打破了目前氨基酸离子液体等摩尔吸收的局限,达到了明显提高CO₂捕集容量的目的,展现了优良的循环性能,具有良好的工业应用前景。其次,氨基酸离子液体（AAILs）吸收CO₂之后形成的巨大氢键网络,使得离子液体体系的粘度急剧增加,从而产生巨大的传质阻力,最终导致CO₂吸收速率显著下降。为此,本文制备合成出一种二元混合离子液体吸收剂,采用氨基酸离子液体为化学吸收剂,1-乙基-3-甲基-咪唑乙酸盐（[emim][Ac]）为化学稀释剂,在保持CO₂高吸收容量同时,显著提高了CO₂的吸收速率,为氨基酸离子液体吸收CO₂的进一步工业应用奠定了重要基础。作为一种重要的C1资源,CO是制备许多精细化学品的工业原料气体,因而研究CO的高效分离与催化转化具有重要的意义。本文创新性地合成了碳负功能化离子液体,并用于CO捕集,首次实现了碳负离子液体高效化学吸收CO,吸收容量高达0.046 mol mol-1,超出目前普通离子液体[Bmim][Tf2N]物理溶解CO的20多倍,并进一步根据量化理论计算和谱学实验结果,提出了CO与碳位点作用形成醛基的吸收机理。与此同时,碳负离子液体捕获的CO可在温和条件下通过羰基酯化反应,进一步转化为具有高附加值的苯甲酸酯等精细化学品。综上所述,本文设计合成了几类新型离子液体并用于碳捕集,考察了离子液体对碳捕集的性能及循环使用性,利用谱学表征和量化理论计算深入研究了吸收机理,为设计良好的吸收剂提供了新策略,为离子液体的气体分离捕集奠定了基础。