随着工业文明的发展,全球环境问题日益严峻。CO₂是导致气候变化的温室气体中对升温影响最大的气体;为保证可持续发展,CO₂的封存和转化是当今世界急需解决的重要问题。近年来,选择性捕获分离气体成为超分子化学一个崭新的研究方向;大环超分子化合物除了对CO₂进行吸附,独特的腔体结构和分子识别能力还有助于CO₂的化学转化。葫芦脲作为继冠醚、杯芳烃和环糊精之后的新型大环超分子化合物,在CO₂吸附与转化领域的报道很少。为此,本工作开展葫芦脲对CO₂进行吸附分离,以及结合其对CO₂的吸附进行CO₂和乙二胺催化转化制备2-咪唑烷酮的研究。根据文献研究,通过一步合成、分步提纯的方法合成一系列的葫芦脲家族化合物葫芦[6]脲、葫芦[7]脲和葫芦[8]脲,对合成的产品通过差示扫描量热仪、元素分析仪、核磁共振波谱仪（液体）等对进行分析表征,表明三种产品的成功合成。以高压石英弹簧法研究所合成的葫芦脲对CO₂的吸附性能。结果表明,葫芦[6]脲对CO₂的吸附量高于葫芦[7]脲和葫芦[8]脲,在298.2 K,5.0 MPa的条件下,其对CO₂的吸附量达0.345 g/g,是一种优秀的CO₂吸附剂。为此,系统研究获取葫芦[6]脲在298.2 K、303.2 K、308.2 K和313.2 K四个温度下的等温吸附曲线,结果表明,在8.0 MPa内葫芦[6]脲对CO₂具有良好的吸附捕获能力。实验研究了 CO₂在葫芦[6]脲中的循环吸附-脱附过程,表明该材料对CO₂的吸附性能稳定,且再生性能良好。进一步研究了葫芦[6]脲对CO、H2和CO₂的吸附,对比可知葫芦[6]脲对CO₂的具有较好的选择性,可以用于合成气的分离操作。8.0 MPa下,利用变压吸附装置研究了葫芦[6]脲对混合气H2/CO/CO₂中CO₂的分离效果,结果表明葫芦[6]脲能够显著降低混合体系中CO₂浓度,得到浓度高达100%的合成气（H₂/CO）。因此,葫芦[6]脲在合成气中CO₂分离应用中具有潜在的价值。制备了具有可活化CO₂的催化剂CeO₂,并制备了葫芦[6]脲负载CeO2的具有CO₂吸附和转化双功能的复合催化剂。利用该催化剂研究CO₂和乙二胺催化转化制备2-咪唑烷酮。研究结果表明,不同的CeO2和葫芦[6]脲的摩尔比对催化剂的催化活性有很大的影响,其中CBCe-8-250C催化剂的催化活性最优,可以实现乙二胺的转化率和2-咪唑烷酮选择性都接近100%,催化重复性好,且明显优于文献中报道的催化剂。