煤矸石是一种开矿和洗煤过程中产生的固体废弃物。由于我国所特有的能源消费方式,其排放量和堆存量一直处于高量的废渣地位,它的堆积不仅造成了土地资源的浪费,还会造成水体及大气污染,然而煤矸石的主要含硅成分在CO₂吸附领域拥有潜在的高附加值效应。为此,本文基于煤矸石的高值化利用,制备出具有介孔结构的固体吸附剂,并用于低浓度CO₂的吸附研究,表面改性后对低浓度的CO₂进行进一步的研究。主要内容包括:1)以煤矸石制得的介孔SiO₂材料（M-SiO₂）对模拟烟气CO₂（8%Vol）进行吸附研究。采用了表面积测试（BET）、X射线衍射光谱（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG-DSC）的表征手段系统分析了M-SiO₂结构。以煤矸石为原料制备了SiO₂介孔材料,采用单因素实验和正交试验法对材料的制备条件进行了优化,确定的最佳制备条件为[CTAB]=0.25 g/10 mL H₂O,T=393.15K,[HCl]=2.5 mol/L,t=20 h。确定了对材料制备影响的因素:极差（水热温度=1.280）>极差（[HCl]=1.164）>极差（[CTAB]=1.013）>极差（水热时间=0.256）。2)通过对M-SiO₂的表面氨基改性提高材料对CO₂的吸附能力。采用不同的改性剂:乙二胺（EDA）、乙醇胺（ETA）、二乙醇胺（DEA）、三乙醇胺（TEA）、四乙烯五胺（TEPA）对材料进行改性,分析了单胺及醇胺对改性材料吸附性能的影响,短链胺及长链胺对改性的影响。确定了乙二胺为改性剂的最佳条件为:M-SiO₂:EDA=2:1,t（浸渍时间）=10 h,T（干燥温度）=343.15 K。利用了FTIR、XPS、TG、TEM、SEM等表征手段分析了M-SiO₂和改性后EDA-M-SiO₂的组成。M-SiO₂和EDA-M-SiO₂的主要成分都为SiO₂,含有吸附水、结晶水及微量有机成分,EDA-M-SiO₂还存在嫁接上的氨基。M-SiO₂材料的表面孔道是由大量的小颗粒堆积而成,平均孔径7.35 nm,比表面积为156.639 m²·g^-1,孔容积为0.2878 cm³·g^-1,表面孔道均一。改性后,EDA-M-SiO₂表面细微结构发生变化但基本结构没有发生变化,比表面积为31.66 m²·g^-1,孔容为0.1257 cm³·g^-1。采用浸渍法对材料进行改性后,不同的改性剂均能提高材料的吸附性能。其中EDA改性效果最佳,在25°C时,EDA-M-SiO₂对8%CO₂的吸附量为83.5 mg/g,胺二氧化碳捕集效率高达58%。3)对M-SiO₂吸附CO₂进行吸附相平衡、动力学以及热力学进行了研究。利用穿透曲线并进行LDF线性动力学拟合模型确定吸附温度的升高会降低对吸附CO₂的吸附量。通过不同温度下M-SiO₂的吸附等温线分析,确定了在一定温度下,M-SiO₂对CO₂的吸附量随着温度的升高而降低,采用Langmuir及Freundlich模型对M-SiO₂的吸附等温线进行拟合,确定CO₂的吸附位点为不均一分布且属于单分子层吸附。CO₂在M-SiO₂上的吸附热力学分析,确定了吸附过程属于放热过程且主要以物理吸附为主。M-SiO₂具有良好的循环再生性能。