化石能源的过度使用导致了大量CO₂排放,虽然对可持续能源的研究越来越多,但大多数国家以化石能源为主导的能源消费方式在较长时间内不会发生改变。由于CO₂主要来源为化石燃料燃烧后的排放,因此对燃烧后烟气进行CO₂捕集对控制碳排放具有重要意义。在众多燃烧后捕集CO₂技术中,吸附法由于具有再生能耗低、操作简便、兼容新建与已投产电厂而极具应用前景。吸附法捕集CO₂过程,吸附材料起着至关重要的作用。目前较有前景用于燃烧后CO₂捕集的吸附剂材料有金属有机骨架（MOFs）材料和固体胺吸附剂。但传统MOFs材料是用水热合成法进行制备,原料价格高昂,反应完成后需要对MOFs进行繁琐的后处理;固体胺吸附剂在燃烧后条件下展现出较好CO₂吸附性能,但是传统固体胺载体材料制备复杂,需要繁琐的前处理;因此两种吸附剂的大规模制备及应用受到了较大限制。基于此,本文提出使用廉价富马酸作为有机配体进行MOFs材料制备,并对其CO₂吸附性能进行研究;然后使用Material Studio软件研究了不同官能团改性铝-富马酸金属有机骨架（AlFu）的CO₂吸附性能;在模拟研究基础上,以AlFu为载体进行固体胺CO₂吸附剂制备并研究其在不同合成条件及不同操作条件下的吸附性能;最后使用吸附动力学模型及限速动力学模型分别对AlFu固体胺吸附剂的CO₂吸附特性进行了分析。主要研究内容和结论如下:（1）以廉价的富马酸为有机配体,采用传统水热合成法制备了Zr-Fumarate MOFs材料（ZrFu）。在此基础上提出常温快速合成法,并成功制备了Fe-Fumarate MOFs（FeFu）和Al-Fumarate MOFs（AlFu）两种材料。结果表明AlFu具有最佳孔道结构及热稳定性,比表面积828.442 m²/g。三种MOFs材料在30°C,1 bar下CO₂吸附量分别为1.050 mmol/g、0.795 mmol/g及1.610 mmol/g。（2）基于巨正则蒙特卡罗方法,利用Material Studio软件对官能团改性后AlFu材料官能团改性后吸附CO₂性能进行数值模拟研究。使用-CH₃、-OH和-NH₂三种官能团对AlFu进行改性,结果表明:三种官能团改性都会增强骨架对CO₂分子吸附作用力,降低对N₂分子的吸附作用力,从而增强材料对CO₂的选择性;吸附量随温度升高而降低,-NH₂改性骨架具有最高CO₂吸附量,50°C,1.50 bar下达到4.59 mmol/g。因此,使用官能团对AlFu进行改性是一种提升材料在燃烧后捕集CO₂性能的有效方法。（3）在上述研究基础上,对常温快速合成法制备的AlFu,采用浸渍法在骨架材料中引入氨基,制备了PEI-AlFu、PEHA-AlFu、TEPA-AlFu和TETA-AlFu四种固体胺吸附剂,实验研究了其CO₂吸附特性。结果发现:四种固体胺吸附剂对CO₂的吸附性能均远高于未改性的AlFu材料;对于PEI和PEHA两种胺的最佳负载量为50 wt%,在最佳吸附工况下其吸附量分别为2.67 mmol/g与2.97 mmol/g;而TEPA和TETA最佳负载量为60 wt%,在最佳工况下吸附量分别为3.59 mmol/g与3.06 mmol/g。CO₂分压对小分子量胺改性AlFu材料的吸附性能影响要强于大分子量胺改性AlFu材料;循环吸脱附实验结果表明除了TETA-AlFu之外,其他胺改性AlFu吸附剂均具有良好循环稳定性。（4）对胺改性AlFu的CO₂吸附特性进行了吸附动力学研究。结果表明分数阶动力学模型能较好拟合CO₂吸附曲线,说明吸附过程既包含物理吸附也包含化学吸附;使用限速动力学模型对所有胺改性AlFu吸附速率限制因素进行分析,表明大分子量胺改性会导致吸附剂孔道堵塞,从而使其吸附速率受颗粒内扩散的控制。