煤燃烧所释放的二氧化硫(SO2),由于其严重污染大气环境并对人类的健康造成重大威胁而引起全球的广泛关注。目前,利用石灰石、氨、有机溶剂吸收等传统方法会造成副产物处理困难和废水二次污染等问题。离子液体的独特性质(蒸气压低、液程范围宽、热稳定性高和可调节性)为SO2捕集提供了一种新方法。一般来说,离子液体对于SO2的捕集主要是基于离子液体的单作用位点和SO2之间的相互作用。因此,增加离子液体与SO2的作用位点,来实现高效可逆捕集SO2是非常重要的。本论文一方面设计、合成并表征了几类新型功能化离子液体并将其应用于SO2捕集中,得到了很好的吸收效果；另一方面,我们结合谱学和量化计算等方法对其吸收机理进行了分析。主要研究内容包括：本论文首先提出了一种利用性质可调的唑基离子液体进行多位点快速、可逆捕集SO2的新策略。通过增加离子液体的作用位点数,大幅度提高了离子液体吸收SO2的吸收容量；通过调节唑基离子液体与SO2之间的相互作用,实现了该类离子液体高效可逆的捕集。谱学和量化计算研究表明唑基离子液体可以高容量捕集SO2的原因是其阴离子与SO2之间的多位点作用。在此基础上,我们设计合成了一类新型的双官能化离子液体,即以含有醚键的季磷或者咪唑为阳离子,含有多氮的四唑为阴离子,应用于SO2的捕集中。结果表明该类离子液体与相应的单一功能化离子液体相比,其对SO2的捕集容量更高,可达到5摩尔SO2离子液体每摩尔离子液体,且有良好的循环性能。在对唑基离子液体捕集SO2的进一步研究中,我们发现,含有苯环的唑基离子液体可以促进对SO2的捕集,其吸收容量可进一步提高。为此,我们设计合成了不同结构的含苯环的唑基离子液体来进行SO2的捕集,表明该类离子液体在烟气(吸收温度40℃,SO2含量为500ppm)条件下,每摩尔离子液体仍然能捕集约1.5mol的SO2；多次循环研究表明,该类离子液体具有良好的可逆性能。深入研究发现,该类离子液体与S02间存在阴离子加强的π...S作用,是导致其吸收容量提高的重要原因。最后,我们在SO2的吸收中提出了一种既可提高吸收容量又可降低吸收焓的双重调控的方法。通过在离子液体的阴离子上添加一个新的作用位点(如卤素和氰基),增加了该离子液体对SO2捕集的容量；其次,由于增加的基团可以通过离域作用来降低中心原子负电荷,降低了吸收焓。我们深入讨论了C(sp2)-X···S (X=F, Cl,Br)和C≡N....S两种非共价键作用对SO2捕集的影响。总的说来,本论文设计、合成并表征了几类新型功能化离子液体,考察了离子液体对SO2的捕集性能及其循环性能,从谱学和量化计算方面初步探讨了新型功能化离子液体与SO：的作用机理,为进一步设计新型功能化离子液体用来进行SO2、H2S和CO2等酸性气体捕集提供了思路。