相分离吸收剂是一种新型的液体碳捕集材料,在特定温度或吸收CO₂后,体系会分离为互不相容的两相,只对碳富集的某相进行解吸再生,可以大大降低再生能耗。本论文概述了CO₂液体吸收材料的研究进展,并合成了一系列基于氨基酸离子液体（AAILs）的相分离吸收剂,研究了其CO₂吸收能力、相分离性能及再生性能等。第一,制备了小分子的AAILs吸收剂,研究了分子结构及浓度对其CO₂吸收能力以及相分离性能的影响,探究了其发生相分离的机理,测试了其再生性能;第二,为了实现更优的相分离性能、更好的热稳定性,制备了大分子的聚氨基酸离子液体（PAAILs）吸收剂,研究了化学结构及浓度对其CO₂吸收能力及相分离性能的影响,探究了其相分离的机理,测试了其再生性能;第三,为了实现高效、快速的固-液相分离,制备了聚氨基酸离子液体-磁性纳米粒子（PAAILs-Fe₃O₄）复合吸收剂,探究了Fe₃O₄的加入对PAAILs的CO₂吸收能力、相分离性能及再生能力的影响。首先,通过离子交换、中和反应制备了以季铵盐（TMA,VBTAC,TMOA,CH）为阳离子、以氨基酸为阴离子（Gly,His,Asp,Arg,Trp）的氨基酸离子液体。通过核磁共振（¹H-NMR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）及热重（TG）表征了产物的分子结构及热稳定性。研究了分子结构及浓度变化对其CO₂吸收能力、相分离性能的影响;并进一步探究了其相分离的机理;之后,测试了其再生性能。阴/阳离子的分子结构不同,AAILs的CO₂吸收能力也有所区别。当阴离子为Gly^-时,[TMBA][Gly]具有最优的CO₂吸收能力,达到了0.69mol CO₂/mol AAILs;当阳离子为TMA⁺时,[TMA][Arg]具有更高的CO₂吸收能力,达到1.41 mol CO₂/mol AAILs。相比较于结构简单的甘氨酸,色氨酸结构更复杂且单个分子中含有多个氨基,在捕获CO₂后更易形成复杂的空间“交联”网状结构,相分离效果最好。在AAILs的再生循环实验中,[TMA][Trp]吸收剂整体解吸的再生率达到了93%,只对富CO₂固相解吸的再生率有71%。其次,使用二甲基二烯丙基氯化铵（DADMAC）为单体进行聚合,分别以Gly、His、Trp、Asp四种氨基酸为阴离子,制备了氨基酸离子液体聚合物P[DADMAC][AA]。研究了化学结构及浓度对其CO₂吸收能力、相分离性能的影响;采用核磁共振技术(¹H-NMR及¹³C-NMR)探究了其相分离的机理;之后,使用不同解吸方式,进行了再生性能的测试。在本实验条件下,P[DADMAC][His]具有最佳的CO₂吸收能力,吸收量达到了0.85 mol CO₂/mol AAILs。温度变化对P[DADMAC][Gly]的CO₂吸收能力也有明显影响。随着吸收温度的升高,饱和溶液的CO₂吸收能力呈下降趋势,从0.58 mol CO₂/mol AAILs减小到0.33 mol CO₂/mol AAILs。甘氨酸型和色氨酸型PAAILs在吸收CO₂后发生了明显的相分离,且随着浓度增大,相分离效果越显著,富CO₂固相越多。在PAAILs的CO₂吸收/解吸实验中,P[DADMAC][Trp]吸收剂整体解吸的再生率达到了93%;只对固相解吸的再生率达到了79%。最后,通过静电吸引力将表面羧基改性的Fe₃O₄纳米颗粒与PAAILs结合,制备了P[DADMAC][Gly]-Fe₃O₄及P[DADMAC][Trp]-Fe₃O₄复合吸收剂。探究了Fe₃O₄的用量对PAAILs的CO₂吸收能力、相分离性能及再生能力的影响。通过DLS测试（粒径和Zeta电位）对Fe₃O₄与PAAILs的复合情况进行了表征。Fe₃O₄纳米颗粒加入对相分离效率的影响显著,随着磁性纳米颗粒的增加,相分离效率明显加快。在复合吸收剂的再生循环实验中,只对固相解吸的再生率达到了56%。本论文制备的一系列基于氨基酸离子液体的相分离吸收剂及PAAILs-Fe₃O₄复合吸收剂,具有原料易得、吸收能力强、吸收效率高、能耗低、易操作等优势,具有工业碳捕集的应用前景。