近年来,由温室效应造成的全球气候变暖已日益成为最主要的环境问题之一。作为最主要的温室气体,二氧化碳（CO₂）的控制和减排已经刻不容缓。目前最有效的二氧化碳减排技术是二氧化碳的捕集与封存技术（CCS）。目前应用最为广泛的化学吸收剂是有机胺类吸收剂,其具有吸收速率快、选择性好的优势,但是有机胺类吸收剂也有很明显的缺点,如再生能耗高、易发泡、设备易腐蚀等缺点。针对其再生能耗高的缺点,相变吸收剂应运而生。通过一定的调控手段使吸收剂吸收后分为液-液或者固-液两相,富液集中于其中一相,仅需对富液相进行再生,可极大的降低再生能耗。但目前报道的相变吸收剂,其富液粘度较大,且再生效率较低。氨基功能化离子液体是一种新型高效绿色的吸收剂,由于其具有一定数量的氨基,所以会显著地提高吸收速率以及吸收负荷。目前的氨基功能化离子液体,需要在水溶液中进行吸收反应,水会消耗大量的显热,使再生过程中的能耗增加。因此,本课题拟开发出一种新型相变氨基功能化离子液体吸收剂,使其兼具氨基功能化离子液体吸收负荷较高的优势,以及相变吸收剂可分相的特性,不仅能降低再生能耗,又可克服相变吸收剂富液粘度大的缺陷。本文选用了三乙烯四胺赖氨酸盐离子液体（[TETAH][Lys]）作为主吸收剂,并与乙醇-水混合进行CO₂的捕集,考察了[TETAH][Lys]-乙醇-水的吸收-解吸特性,确定了最佳的溶剂比例;通过核磁共振碳谱(¹³C NMR)分析了吸收剂的吸收-解吸机理和分相机理,阐明了乙醇在相变吸收剂再生过程中的作用;最后对吸收剂的动力学进行了考察,并对吸收剂再生过程中需要的能耗进行了估算,从而更直观地得出吸收剂的节能潜力。主要研究结果如下所示:（1）[TETAH][Lys]-乙醇-水吸收剂中,乙醇和水的最佳体积比为6:4,[TETAH][Lys]的浓度为0.5 mol CO₂/mol IL。吸收饱和后,溶液分为两相,上层溶液的负荷为0.17 mol CO₂/mol IL,下层溶液的负荷为2.18 mol CO₂/mol IL。下层溶液的吸收负荷约占总负荷的90%以上,且粘度只有27.95 mPa·s。约8 mL的富液中加入1 mL的乙醇,120℃的条件下,经过30 min的热解吸,再生效率可以达到93%,经过5次的吸收-解吸循环,吸收剂的再生效率仍然可以达到90%以上,这表明[TETAH][Lys]-乙醇-水吸收剂具有良好的可重复利用性,并且少量的乙醇可以明显的提高吸收剂的再生效率。（2）通过核磁共振碳谱(¹³C NMR)的表征,分析吸收剂的反应机理如下:[TETAH][Lys]离子液体的伯胺和仲胺会在水溶液中先与CO₂反应生成氨基甲酸酯,随后,部分氨基甲酸酯会水解为碳酸盐和碳酸氢盐,而还有一部分的氨基甲酸酯会与无水乙醇反应生成有机碳酸盐。再生过程中,由于有机碳酸盐的再生会比氨基甲酸酯的再生更容易,所以先是有机碳酸盐和碳酸盐/碳酸氢盐的再生,而溶液中的乙醇会自发的与氨基甲酸酯反应重新生成有机碳酸盐,通过这样的反应路径,可以明显的使再生反应更加容易进行。（3）动力学实验表明,[TETAH][Lys]-乙醇-水吸收剂捕集CO₂符合两性离子机理,其传质反应可符合快速拟一级反应。根据Arrhenius方程,对[TETAH][Lys]-乙醇-水吸收剂吸收CO₂的速率常数k₂的对数（lnk₂）与温度的倒数（1/T）进行线性拟合,得出[TETAH][Lys]-乙醇-水吸收剂的Arrhenius关系式为:k^[TETAH][Lys]_{2,-ethanol-water}=1.9941×10¹⁵exp（-73883.1/T）,化学反应活化能为61.42kJ/mol;[TETAH][Lys]-水吸收剂的Arrhenius关系式为:k_2,-water^[TETAH][Lys]=8.5293×10¹⁴exp（-7469.4.1/T）,化学反应活化能为62.10 kJ/mol。（4）根据热力学实验对吸收剂的再生能耗进行了估算,可以得知,[TETAH][Lys]-乙醇-水相变吸收体系的再生能耗为1.29 GJ/ton CO₂,而[TETAH][Lys]-水相变吸收体系的再生能耗为2.00 GJ/ton CO₂。与[TETAH][Lys]的水溶液相比,[TETAH][Lys]-乙醇-水相变吸收体系的再生能耗较前者低35.5%。相较于目前应用比较广泛的5 M MEA溶液,在相同的再生条件下,[TETAH][Lys]-乙醇-水相变吸收体系的再生能耗可以减少65.78%,具有十分明显的节能优势。