随着全球工业的快速发展,二氧化碳的等温室气体的大量排放造成了全球变暖等气候问题,二氧化碳的捕集和封存（CCS）被认为是降低大气中二氧化碳含量的有效手段,也是研究的热点之一。二氧化碳的分离是实现CCS的第一步,目前工业中有许多分离二氧化碳的方法,其中膜分离法由于操作简单、能耗低等优点是工业中最有应用前景的分离方法。而膜分离法中最为重要的是分离膜,分离膜的性能决定了二氧化碳的分离性能。随着研究的不断深入,许多新型二氧化碳分离膜材料被不断地被开发出来。借助分子动力学模拟的研究方法,本文对近期合成的一种二维材料离子液体支撑膜（2D-SILM）的二氧化碳分离性能进行了研究,解释了其CO2分离的微观机制,并且研究了离子液体的浓度和外加电场对其气体分离性能的影响,具体研究内容如下:首先,对2D-SILM膜的CO2分离性能进行研究,并考察离子液体浓度对气体分离性能的影响。在模拟中,我们详细研究了层间离子液体的密度分布、自由体积等结构参数以及气体分子与复合膜间的相互作用。研究表明,在2D-SILM中离子液体起到了分离二氧化碳的作用,离子液体与CO2的相互作用能远高于其与N2的相互作用能。二维材料不仅起到支撑作用,还能使离子液体形成有序的空间结构,有效降低离子液体的阴阳离子相互作用能,从而提高二氧化碳的渗透率。由于离子液体只由带电的阴阳离子组成,因而电场会对离子液体的结构产生影响,进而影响CO2的分离性能。我们研究了外加电场对2D-SILM气体分离性能的影响。模拟结果表明,外加电场能够使阴阳离子同时受到方向相反的电场力,阴阳离子之间的平均距离增加,相互作用能降低,从而有效提高了二氧化碳的渗透率。且正向电场时渗透率提高的幅度更高,这是由于气源中二氧化碳与阴离子的相互作用能更高,使得阴离子更容易往气源方向移动。这种效应在GO-SILM中更加明显,因为在Mo S2-SILM中吸附在Mo S2片上的主要是阳离子,阴离子的数目相对较少,且GO对CO2的相互作用更强,吸附在GO片上的CO2浓度更高。本文的研究结果详细阐释了2D-SILM高效分离CO2的微观机制,能够为实验和工业中2D-SILM的结构设计提供一定的理论依据。