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C02减排成为国际共同关注的问题,然而无论是转化还是封存,C02捕获都是其必要前提。类水滑石(LDHs)衍生金属混合氧化物(LDO)因具有高比表面积和丰富的表面碱位被认为是适用于吸附增强型水-气转化反应的中温吸附CO2材料之一,已成为该领域的研究热点。然而LDO作为吸附CO2材料仍存在吸附量相对较低,机械性能较差(容易浆化)等问题。基于此,本文构建了类水滑石／碳材料(氧化石墨烯／碳纳米管)复合材料,并对其合成条件、吸附C02性能、吸附条件、热稳定性、循环使用性能、和吸附机理等做了系统深入研究。为了制备LDH复合材料,本文首先系统研究了LDH二维纳米单层的制备方法,采用层层剥离的方法制备了四种类水滑石纳米单层(LDH-NS),在对LDH-NS表征过程中,开发了一种简单,方便,可靠的证明LDH是否在甲酰胺中被剥离的方法一凝胶XRD法。另外还证明了LDH剥离液的浊度与被剥离程度没有必然的联系。采用静电自组装法合成了四种类水滑石/氧化石墨烯(LDH-NS/GO)复合材料。通过测定四种复合材料的吸附CO2性能,确定了每种复合材料的最佳合成条件,结果表明,当Mg3Al-NO3 LDH-NS/GO 和 Mg3AI-glycine LDH-NS/GO 中 GO的含量为6.5 wr%时,其吸附CO2效果最佳,可达到047 mmol g-1约为纯Mg3Al-NO3 LDH的两倍。通过对Mg3Al-NO3 LDH-NS/GO复合材料进行XRD, FT-IR, FE-SEM, HR-TEM, BET等一系列表征,确定了复合材料的结构、形貌以及复合形式,解析了其提高吸附CO2效果的原因。本文还探究了吸附条件对复合材料吸附CO2效果的影响,结果表明,Mg3Al-NO3 LDH-NS/GO (VR=1:0.7)复合材料在400℃条件下煅烧时吸附C02效果最佳,同时在较宽的温度范围内都有很好的吸附CO2效果,当吸附温度为60℃时,其吸附CO2效果最好,可达到1 mmol g-1,而在中温区间内200℃时吸附效果最好。对于复合材料的循环使用性能的测试结果表明,在经过22个吸脱附循环后,Mg3Al-NO3 LDH-NS/GO (VR=1:0.7)复合材料仍有很好的吸附CO2效果,吸附量仍在0.35mmol g-1,仍然比纯的Mg3Al-NO3 LDH的吸附CO2量高。表明LDH-NS/GO复合材料有很好的循环使用性能。通过负载K2CO3大大提高了吸附CO2的能力,并确定了最佳负载量。结果表明,当K2CO3的负载量为15wt%, Mg3Al-NO3 LDH-NS/GO (VR=1:0.7)复合材料的吸附C02量达到最大,可达到06 mmol g-1.是纯Mg3Al-NO3 LDH的2.7倍。本文还分别采用静电自组装法和共沉淀法合成了三种不同类水滑石／氧化碳纳米管(LDH/OCNT)复合材料。探究其吸附CO2性能,确定了最佳复合比例,比较了两种合成方法对其吸附CO2性能的影响。结果表明,当Mg3Al-NO3 LDH-NS/OCNT 和 Mg3Al-NO3 LDH/OCNT复合材料中OCNT的含量为9.1 wr%时,其吸附CO2效果最佳,都可达到0.43mmol g-1。复合材料的合成方法对其吸附C02性能影响不大。本文还确定了LDH/OCNT复合材料的最佳吸附条件,同时证明了其具有很好的循环使用性能,通过负载K2CO3大大提高了三种类水滑石／氧化碳纳米管复合材料的吸附CO2的能力,并确定了最佳负载量。结果表明,当K2CO3的负载量为10wt%, Mg3Al-NO3 LDH-NS/OCNT(VR=1:1)复合材料的吸附CO2量会达到最大值0.69 mmol g-1,将近纯Mg3Al-NO3 LDH吸附量的3倍。证明了LDH/OCNT复合材料将成为实际应用中有潜质的吸附CO2材料。最后本文对LDH的吸附位点及吸附机理做了进一步探究,通过XRD和固体核磁表征提出了由于方镁石中的Mg被Al替代或者八面体水镁石中A1原子的空缺导致活性物质Mg-O键的出现可能是吸附过程的主要机理。