化石燃料的燃烧为人类的生产和生活提供了能源,随之排放的SO₂也严重危害人类生存的生态环境。工业上常用的烟气脱硫技术中,石灰-石膏法以捕集速度快和效率高著称,但存在着产生大量固废Ca SO₄和废水的不足。近年来兴起的绿色溶剂中,离子液体和低共熔溶剂具有蒸气压低、稳定性好、性能可调和气体溶解度较好等优良特性,在气体吸收方面有望发展成新型吸收剂。构建吸收容量大和性能优良的新型SO₂吸收体系,研究其捕集SO₂的行为,为发展新型SO₂捕集工艺提供基础数据和性能指标,具有良好的理论意义和应用价值。首先,本文以Emim Cl为氢键受体（HBA）,以N-甲酰吗啉（NFM）、N-乙酰吗啉（NAM）、DMI和NMP为氢键供体（HBD）,制备了一系列的低共熔溶剂（DES）。测定了上述DES的物性数据并系统研究了其对低压SO₂的吸收性能,结合红外光谱和核磁分析吸收机制。研究结果表明,Emim Cl-NFM（1:1）具有快速高效的SO₂吸收能力,293.15 K下对1 k Pa的吸收容量达到0.22 g SO₂/g DES,对2000 ppm的SO₂的吸收容量为0.135 g SO₂/g DES;数次吸收解吸循环后吸收性能稳定,解吸温度下DES的长期热稳定性良好;SO₂/CO₂（0.1/1）和SO₂/CO₂（0.01/1）的理想选择性分别为88和46;Emim Cl的氯离子与SO₂的强相互作用是Emim Cl-NFM（1:1）高效捕集低浓度SO₂的主要原因。相比较于已有的DES,Emim Cl-NFM表现出更好的性能和低浓度SO₂捕集容量。随后,本文制备了功能化离子液体[TMG][acac],配以环境友好的PEG200制得低粘度[TMG][acac]-PEG200复合体系。对于优选组成的复合体系,研究其捕集不同压力SO₂的性能及过程物性变化。研究结果表明:PEG200的加入能大幅提升复合体系的热稳定性。粘度和吸收容量综合评定20%[TMG][acac]-PEG200为优选的复合体系,303.15 K下,其对10 k Pa和100 k Pa SO₂可以实现快速捕集,且吸收容量分别为0.331和0.838 g SO₂/g IL;初始粘度为25 m Pa.s,吸收SO₂饱和后,黏度下降到原来的60%;复合体系捕集的SO₂解吸容易,并且有着良好的循环和再生性能。最后采用Aspen plus软件对Emim Cl-NFM（1:1）DES吸收烟气的过程进行模拟。通过基团贡献法估算DES的临界性质,建立吸收-两级闪蒸的工艺流程,通过灵敏度分析实现全流程优化。模拟得到的优化条件为:DES进料26000 kg/h,烟气进料为370 kg/h,常压20℃吸收,净化后气体中SO₂的浓度为32.5 ppm,满足环保排放的要求;DES经一级（1.0 bar、20℃）和二级（0.1 bar、95℃）闪蒸实现再生回收;解吸得到的SO₂纯度高于0.99（以气体摩尔分率表示）,SO₂回收率高于99%。模拟结果为开发新型的烟气脱硫工艺提供了适当的参考。