温室气体引发的环境问题已受到越来越多的关注。而二氧化碳作为一种主要的温室气体,排放量与日俱增。目前,工业上广泛应用的捕集CO2的方法有有机胺水溶液法、石灰石以及热碱法。这些工艺技术成熟、处理量大、成本低,但存在着解吸能耗高、设备腐蚀严重、因溶剂挥发而引起的二次污染等弊端。而离子液体作为一种新颖的绿色材料已越来越受到工业界和学术界的关注。离子液体是在室温或相近温度下完全由离子组成的液体物质,具有几乎无蒸汽压、热稳定性好、分子结构可设计性等优势。因此,可以根据离子液体分子结构可设计性的特点,设计并合成用于CO2吸收的功能化离子液体。本文是在前人工作的基础上,设计并合成了一系列对称的氨基酸离子液体,对其结构和物理化学性质进行表征后,选择了其中粘度最低的离子液体N2222L-Ala进行CO2吸收性能的研究,结果表明其具有较高的吸收容量、较快的吸收速率以及较好的重复吸收性能。为了进一步地降低成本与粘度,本文继续合成了一系列不对称的有机酸离子液体,并考察了其中粘度较低的几种离子液体—N2224acetate、N2224propionate、N2224butyrate的吸收性能,实验结果表明这三种离子液体均具有较好的吸收性能。而这些离子液体相对较高的粘度与成本,始终是其进一步工业应用的桎梏。工业中广泛使用的有机胺——N-甲基二乙醇胺(MDEA)具有吸收容量大的优势,但是其吸收速率较慢,需要添加水、DEA等添加剂才能满足工业生产的要求。但是这些添加剂会带来设备腐蚀、环境污染等问题。因此,本文创造性地将其中粘度低、合成路线短、吸收速率快的功能化离子液体——N1111Gly、N2222L-Ala、N2224CH3COO与MDEA水溶液进行复配,研究不同配比的混合液的吸收性能。希望通过添加离子液体能够提高混合液的吸收速率、吸收容量,也能在一定程度上缓解腐蚀和空气污染的程度。通过这些工作得到以下结论：(1)将三种季铵阳离子([N1111]、[N2222]和[N4444])和四种氨基酸阴离子([Gly]、[L-Ala]、[β-Ala]和[Val])耦合成功制备出十二种对称四烷基铵氨基酸离子液体,并进行了结构和性质表征。定性分析了阴、阳离子结构影响该类功能化离子液体的熔点、粘度、玻璃化温度、分解温度等物理化学性质的规律,为指导下一步设计性能更佳的功能化离子液体奠定了基础。其中,粘度是影响其吸收性能的主要因素。研究发现增长阳离子的烷基侧链会导致粘度的上升。同时,阳离子的对称性对离子液体黏度的升高具有很大的影响。相应地,增长阴离子的烷基侧链、增大分子量、提高阴离子的对称性,也会导致粘度的升高。其中N2222L-Ala是合成的离子液体中粘度最低的离子液体,在25℃时粘度为81mPa·s。(2)将季铵阳离子([N2224])和十一种有机酸阴离子([acetate].[propionate]和[butyrate]等)耦合制备出十六种不对称四烷基有机酸离子液体,并进行了结构和性质表征。研究发现全取代的该离子液体易吸水,而得到无水的离子液体需要付出较大的能量代价。以N2224acetate为例,需要在80℃真空干燥30天才能得到无水的样品。研究水含量对吸收CO2的性能影响发现,水含量越高,吸收容量越低；无水的吸收性能与含一分子水的吸收性能几乎相同,具有最高的吸收容量。但是由于水的存在,大大降低了粘度,因而与无水的离子液体相比,其具有良好的流动性能和较快的吸收速率。(3)离子液体N1111Gly、N2222L-Ala、N2224acetate作为添加剂与不同浓度的MDEA复配成混合吸收液。离子液体的加入对80%MDEA水溶液的影响较大,随着离子液体添加量的增多,吸收容量随之增大。离子液体的加入对60%MDEA水溶液的影响不明显。对40％MDEA水溶液的影响随离子液体的不同而有不同的变化。吸收容量受CO2吸收量以及有效胺的摩尔数两个相互制约的影响。当离子液体添加量较小时,往往C02吸收量的增加占主导作用,吸收容量相应增加；当离子液体添加量较高时,有效胺的摩尔数的增加占主导作用,吸收容量相应减少。其中添加2.5%N1111Gly的吸收容量最大,在0.94MPa下摩尔比达到1.058。同时探讨了温度对于吸收性能的影响,发现温度是吸收的不利因素,在低压下(<0.8MPa)使得吸收量有较大的减少,在高压下(0.8～1MPa)对吸收量影响不大。总得来说,该混合液具有较好的耐热性。本课题关于氨基酸离子液体合成、有机酸离子液体合成及其与MDEA复配对C02吸收的应用研究结果不仅为优化工业上现有的有机胺吸收工艺提供了理论基础,也为离子液体的工业化应用提供了指导。