CO₂是大气主要温室气体之一,实现CO₂绿色、高效捕集,对于改善生态环境具有重要现实意义。目前工业上CO₂捕集多采用醇胺类溶剂,存在损失大、再生困难和氨/胺逃逸问题。本研究拟以改善捕集剂可再生性和生态毒性为目的,设计合成三类氨基酸类低共熔溶剂（DES）,研究其理化性质,形成机理和CO₂捕集机理。主要研究内容及结果如下:采用L-精氨酸（L-Arg）和L-赖氨酸（L-Lys）、乙二醇（EG）和丙三醇（Gly）设计制备了L-Arg/Gly、L-Lys/Gly和L-Arg/EG三类氨基酸类DES,探索了制备DES最优原料配比及温度、压力、气氛及反应时间等过程参数;测定了DES电导率、密度、粘度、含水率、热稳定性、酸碱性和极性等物理性质。氨基酸类DES应用于气体捕集,可实现CO₂的高效循环捕集。工艺研究中发现当CO₂气速为200mL/min,n_L-Arg/n_EG为1:5时,L-Arg/EG捕集量高达0.81molCO₂/molDES,且5次循环吸收/解吸后,L-Arg/EG捕集能力无明显减弱。采用响应曲面法研究了CO₂气速、温度对捕集量和捕集速率的相互作用影响,发现低温、低气速有利于提高捕集量,但高温有利于加速捕集,可知影响氨基酸类DES捕集CO₂效率主要因素为传质阻力。基于此,研发了DES水合物可大幅降低DES体系粘度,动力学优势明显,可有效提高CO₂捕集效率。工艺研究基础上,从氢键作用出发,通过量化计算提出了DES与CO₂电子转移反应机理。氨基酸和多元醇通过分子间氢键连接成氢键网络进而形成氨基酸类DES。DES再通过异化自身氢键网络实现CO₂高效捕集,分子间氢键越弱,CO₂捕集量越高。