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由大气中二氧化碳（CO2）浓度不断上升所导致的“全球变暖”问题,引起了全世界广泛的关注。离子液体（ILs）具有液程宽、溶解能力强、结构可调控等特点而被用于CO2的捕集中。双位点功能化的ILs在理论上具有高的CO2捕集容量。然而,却发现这类ILs在碳捕集的过程中普遍存在活性位点被抑制的问题,影响ILs的碳捕集性能。阴离子双位点功能化ILs捕集CO2时,作为抗衡离子的阳离子起着举足轻重的作用,然而,阳离子的影响规律尚不明确。通过对功能化ILs的设计有望得到高性能的吸收剂,但是由于ILs的粘度较大,阻碍了ILs的工业运用。为了进一步提升离子液体的性能以及它们在工业应用中的可操作性,本文做了如下工作。首先,针对双位点功能化ILs在捕集CO2的应用中,存在的位点间相互抑制使之容量较低的问题,揭示了双位点的活性抑制及协同机理。本文合成以三己基十四烷基磷（[P66614]）和三丁基乙基磷（[P4442]）为阳离子,以碱性阴离子（R）和氨基酸离子（AA）为位点的双功能化阴离子,合成了一类[Pmmmn][AA-R]型的离子液体。通过改变R的碱性,选择了磺酸基阴离子（Su）、羧基阴离子（Ac）、咪唑阴离子（Im）、吲哚阴离子（Ind）分别修饰在AA上,探索[Pmmmn][AA-R]的活性随R碱性的变化规律。结合CO2吸收实验、IR和NMR谱学分析、二维相关红外谱学分析和DFT量化计算结果,得到如下结论:双位点功能化ILs的CO2捕集容量随着阴离子中R基团碳捕集活性的增强先增强而后下降,当R基团的活性较强时,AA中氨基的碳捕集活性受到抑制;调节氨基和阴离子R基团双位点的活性至相当可明显改善双位点功能化ILs的碳捕集能力。据于此,利用苯环共轭结构中电子的离域作用,设计合成[P66614]2[Am-iPA]应用于CO2捕集,结果表明该IL能高效地捕集CO2,在30 oC和1 bar CO2压力条件下,碳捕集容量高达2.38 mol CO2/mol IL,其性能在经过10次CO2吸收-脱吸循环中保持不变。因此,通过调控ILs中双位点的活性相当时,能够促进双位点间的协同作用,进而取得高的碳捕集容量,该规律为ILs双位点的协同作用设计打下基础。其次,针对功能化离子液体在捕集CO2的应用中,阳离子的影响并不清楚的问题。本文利用2-羟基吡啶阴离子（[2-OP]）为探针,合成了以咪唑（[Me-Cn Mim]）、季鏻盐([Pnnnm])、三丁基乙基胺([N4442])、吡咯烷酮（[Me-Bpr]）为阳离子的双位点功能化ILs,探究阳离子对CO2捕集性能的影响规律。CO2吸收实验结果表明,[2-OP]型离子液体的碳捕集容量随着阳离子的改变,在0.94到1.69 mol/mol IL（30oC,1 bar CO2压力条件下）之间变化。谱学分析和量化计算结果表明,阳离子和阴离子之间存在的离子间相互作用和氢键相互作用对[2-OP]捕集CO2的活性有很大的影响,减弱阴阳离子之间的相互作用,ILs的碳捕集容量升高。这种作用规律通过FT-IR进行了进一步的分析,结果表明阳离子与阴离子之间的作用越强,使得阴离子[2-OP]中的电荷局域于O原子上从而抑制了N位点捕集CO2的活性。据于此,本文通过减少氢键作用和电荷分散的方式降低阴阳离子之间的相互作用,设计合成了[Ph-C8eim][2-OP]（Ph-C8eim=1-N-乙基-3-N-辛基-2-苯基咪唑）用于碳捕集。该离子液体的碳捕集容量在30和20 oC条件下分别高达1.69和1.83 mol CO2/mol IL,相比于报道的同类型离子液体[P66614][2-OP]在20oC的容量1.58 mol CO2/mol IL,有了16%的提高。该实验探究为新型高效的ILs设计提供理论支持。最后,本文利用功能化ILs具有优越的碳捕集性能,将功能化离子液体修饰到交联聚合物中合成较高容量和选择性的固体CO2吸附剂。本文选择以N-乙基-2苯基咪唑（PhEIm）为原料,通过Friedel-Crafts交联合成咪唑型交联聚合物骨架（CL-PhEIm）,再用咪唑型离子液体的合成方法,将CL-PhEIm与溴丁烷反应得到传统型离子液体修饰的交联聚合物CL-PhEImBr,最后,通过离子交换将甘氨酸阴离子引入到交联聚合物中得到CL-PhEImGly。合成的聚合物结构通过FT-IR和XPS谱学进行了表征,结果表明这类聚合物的结构和预期一致,SEM形貌测试和N2吸附等温线测试发现这类聚合物具有多孔结构。CO2吸附实验测试结果表明,相比于未离子化的交联聚合物CL-PhEIm的碳捕集容量为42 cm3 g-1,离子液体功能化的聚合物CL-PhEImBr的碳捕集容量提升至56 cm3 g-1,通过功能化阴离子修饰后,聚合物CL-PhEIm Gly的碳吸附容量高达64 cm3g-1,同时,其CO2/N2的选择性可高达144（0.06 bar,273K）。通过等温吸附热计算和红外谱学表征,表明[Gly]能与CO2选择性地反应是CL-PhEImGly能高容量高选择的吸附CO2的关键,并且经过6次的吸附-脱附循环,其吸附量没有明显的下降。因此,功能离子化交联聚合物是具有潜力的CO2捕集剂。总之,本文对阴离子功能化ILs捕集CO2中,阴离子双位点之间的抑制或协同作用及阳离子对阴离子双位点功能化ILs的影响分别进行了研究,并进一步设计合成了双位点协同作用的捕集剂[P66614]2[Am-iPA]和[Ph-C8mim][2-OP]高容量地捕集CO2。在此基础上,本文还利用ILs高性能捕集CO2的优势,将ILs修饰到交联聚合物中,合成了高容量、高选择性的碳捕集剂功能离子化交联聚合物。本文为设计性能良好的气体捕集剂提供了新思路和新方法。