二氧化硫(SO2)是一种大气污染物,会对人类健康和自然环境产生不利影响,其捕集研究引起了国内外研究者的广泛关注。作为一种新型溶剂,离子液体由于其具有的特殊性质(蒸汽压低、液程宽、稳定性好、性质可调节等)被学术界视为是有前景的SO2吸收剂。前人已经开发出多种功能化离子液体用于捕集SO2,尽管取得了许多进展,但还是有一些不足,比如离子液体的循环使用性能不够好以及离子液体合成复杂、成本较高等,因此需要发展新型的离子液体捕集技术,来进一步改善离子液体的吸收性能,降低成本等等。首先,我们提出通过调控离子液体作用位点的电负性调控SO2捕集行为的策略。我们设计合成了电负性较小的S或C原子为作用位点的新型功能化离子液体,用于吸收SO2,这类离子液体展现了很好的循环使用性能(30次循环)和极高的SO2吸收量(1.13g SO2/g IL)。通过红外表征和量化计算研究,我们发现这类离子液体的吸收焓比以强电负性O或N原子为作用位点的离子液体的吸收焓小,因此其可逆性能更好。此外,这类离子液体仍可以化学吸收SO2,并且由于其分子量较小,因此有很高的SO2吸收容量。其次,针对目前功能化离子液体普遍存在合成复杂、成本高的缺点,我们开发出一种金属螯合型的双功能化离子液体。该类离子液体以便宜易得的碱金属盐和表面活性剂为原料,通过螯合作用一步合成,具有合成简单、成本低等优点。由于其碱性阴离子和醚类阳离子均可吸收SO2,因此吸收量得到明显提升。这类离子液体的性质、吸收性能都很容易调节,比如改变金属离子、阴离子、配体大小等。值得强调的是金属离子对该类离子液体的SO2吸收解吸性能有着明显的影响,这为调控酸性气体的捕集行为提供了新方法。总的来说,本论文设计、合成了两类新型功能化离子液体,应用于SO2的吸收中,提高了SO2的吸收容量,改善了离子液体的循环使用性能,并利用谱学表征和量化计算等手段初步解释了离子液体和SO2的作用机理,为后继工作者设计新型功能化离子液体捕集SO2等酸性气体提供了新的思路。