离子液体（Ionic liquids,ILs）是在绿色化学大背景下发展起来的一种新型溶剂,它是一类由阴阳离子构成的、在室温或近室温状态下呈现液态的盐类化合物。离子液体具有蒸气压极低、热稳定较好、液程范围较宽等一些独特的物理化学性质,在电化学、催化、生物质转化、有机合成等化学、化工领域应用广泛。本论文设计合成了一系列DBU型离子液体,测定了离子液体溶液体系电导率、黏度、密度等热力学性质,运用局部组成模型（Local composition model,LC）结合核磁共振波谱（1H NMR）揭示了离子液体体系的微观结构,并研究了离子液体应用于捕集CO₂的性能,考察了温度、压力、阴离子结构等对捕集性能的影响,通过吸-脱附实验探究了离子液体的循环性能和稳定性,最后结合量化计算和谱学手段分析了吸收机理。本论文首先采用酸碱中和法（一步合成法）制备了目标离子液体:DBU-乳酸离子液体（[HDBU][La]）、DBU-咪唑离子液体（[HDBU][Im]）、DBU-三氮唑离子液体（[HDBU][Triz]）。选择不同的溶剂配制了离子液体/溶剂二元溶液体系,测定其不同浓度的热力学性质。以[HDBU][Im]为例,测定了全浓度范围内[HDBU][Im]/乙醇、[HDBU][Im]/DMF、[HDBU][Im]/DMSO三个二元体系的密度、黏度、电导率,利用Casteel-Amis方程对电导率进行拟合,并利用黏度计算了二元溶液的过量摩尔体积VE、过量吉布斯自由能ΔG*E等过量性质,利用Redlich-Kister方程对V^E、ΔG*^E进行拟合。研究表明,三种溶剂对[HDBU][Im]电导率影响的大小顺序为:乙醇>DMF>DMSO,这与VE和ΔG*E结果一致。然后,利用局部组成模型（LC）和核磁共振氢谱（1H NMR）探究了DBU型离子液体体系的微观结构。298.15 K时,测定[HDBU][Im]/乙醇、[HDBU][Im]/DMF、[HDBU][Im]/DMSO三个体系不同浓度的¹H NMR化学位移,运用LC对其进行关联。研究表明,溶剂可以和离子液体发生相互作用,破坏离子液体离子间原有的网络结构。而且离子液体的浓度会影响其与溶剂之间相互作用的强弱程度,ILs浓度较高时,离子间的自缔合作用占据主导地位,而ILs浓度较低时,溶剂与ILs相互作用逐渐增强,取代自缔合作用而占据主导地位。三种溶剂破坏ILs结构的能力顺序为:乙醇>DMF>DMSO。这与热力学性质的分析结果也是一致的。最后,探究了DBU咪唑和DBU三氮唑捕集CO₂的性能。以[HDBU][Triz]为例,探究外界条件（温度、压力、湿度、CO₂流量）对[HDBU][Triz]捕集CO₂的影响,进行吸-脱附循环实验验证了[HDBU][Triz]捕集CO₂的可逆性,并利用核磁共振谱图和量子化学计算揭示了[HDBU][Triz]捕集CO₂的吸收机理。结果显示,[HDBU][Triz]可以高效地捕获CO₂,温度、压力、湿度等外界条件都会影响[HDBU][Triz]的吸收速率和最大吸收容量。在35℃时,[HDBU][Triz]捕集效果达到最佳,而且随着CO₂分压的增大,[HDBU][Triz]吸收速率和吸收量逐渐增强。此外,研究了吸收过程的热力学性质,证明了CO₂的捕获过程是一个放热过程。这与温度对CO₂捕获的影响结论一致。研究还发现,潮湿的离子液体吸收效率大大降低,这可能是由于离子液体与水分子之间的相互作用削弱了离子液体对CO₂的吸收。通过DFT计算揭示了[HDBU][Triz]捕集CO₂的吸收机制:N1和N4两个活性位点协同进行化学吸收CO₂,形成了N1-COO-和N4-COO-中的氨基甲酸酯羰基碳原子。利用13C NMR和FT-IR谱图进一步论证了上述吸收机理。最后进行了吸附-解吸循环实验,结论表明,[HDBU][Triz]可重复循环使用,具有很好的可逆性。综上,本论文合成了DBU型离子液体,通过测定其在不同溶剂中的热力学性质,结合核磁共振谱图（NMR）和局部组成模型（LC）探究了ILs/溶剂二元体系的微观结构,并探讨了该类ILs捕集CO₂的性能及吸收机理,为离子液体在捕集酸性气体方面的应用提供了新的思路。