随着全球CO2气体排放的逐年增长,碳捕集与封存技术（Carbon Capture and Storage,CCS）受到各行各业的广泛关注。在燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集三条CO2的捕集技术路线中,富氧燃烧和燃烧后捕集可以在现有的燃煤电厂基础上进行改造,比燃烧前捕集的成本更低。因此,本文从富氧燃烧和燃烧后碳捕集入手,以操作简便和制备气体纯度较高的变压吸附法（Pressure Swing Adsorption,PSA）为主要手段,以具有高比表面积金属有机骨架（Metal–Organic Frameworks,MOFs）为研究对象,针对目前金属有机骨架吸附剂在碳捕集领域存在的问题,制备并研究了新型金属有机骨架复合吸附剂的碳捕捉性能。为提高MOFs对富氧燃烧中O2/N2的吸附分离性能,本文首先将具有含氧官能团的氧化石墨烯（GO）与MIL-101（Cr）结合制备出一系列MIL-101（Cr）/GO复合吸附剂,并进一步实验测试了其氮氧分离性能。研究结果表明,GO的含氧官能团可以与MIL-101（Cr）的开放金属位点产生相互作用形成新的介孔,可以有效改善MIL-101（Cr）的O2吸附性能。其中,GO含量为15wt%的MIL-101（Cr）/GO-15复合吸附剂表现出较高的O2吸附量(0.54 mmol?g-1)、良好的O2/N2选择性（1.20）和优异的循环再生性能,证明了GO能够有效提高MIL-101（Cr）的O2/N2分离性能。另一方面,为提高MOFs对燃烧后废气中CO2/N2的吸附分离性能,本文进一步制备了Cu BTC/石墨烯气凝胶（GA）复合吸附剂,并通过添加不同比例的聚乙烯亚胺（PEI）提高其对CO2的吸附分离性能。研究结果表明,以GA为载体生长Cu BTC制备Cu BTC/GA,不仅可以兼具GA较轻和介孔结构丰富的特性,还为湿浸法负载PEI分子提供了更多的结合位点,进一步提高了Cu BTC的CO2吸附性能。其中,负载1wt%PEI的CG/PEI-1复合吸附剂比Cu BTC/PEI-1(3.94 mmol?g-1)呈现出更高的CO2吸附量(4.71 mmol?g-1),证明了室温快速合成Cu BTC/GA复合材料提高CO2吸附分离性能策略的有效性。综上所述,GO的掺杂可以提高MIL-101（Cr）对富氧燃烧中O2/N2的分离性能,室温快速合成Cu BTC/GA和PEI胺基修饰可以进一步提高Cu BTC对燃烧后废气中CO2的吸附性能,本研究为碳捕集技术路线中新型高效复合吸附剂的研发提供了新的研究思路和技术支持。