由于大气中二氧化碳（CO2）气体含量的增加而引起的“全球气候变暖”问题，已经引起了全世界的关注。众多的研究发现离子液体不但是捕捉CO2的良好的吸收剂，而且还是固定及转化CO2的优良的溶剂或催化剂。但是现已合成出大量的离子液体，如果通过实验去逐一的测定CO2在每种离子液体中的溶解度的方法来寻找适合吸收CO2的离子液体，将会需要大量的研究周期。本文针对以上问题，对使用功能化离子液体吸收CO2进行了研究。主要内容如下： 1.首先采用一种基于量子化学计算的筛选方法-COSMO-RS方法，预测在298.2 K时CO2在408种离子液体中的亨利常数。筛选结果表明阴离子为三（五氟乙基）三氟磷酸（[FEP]）的离子液体能够吸收更多的CO2。然后针对COSMO-RS方法筛选出的离子液体，利用IGA-003型重量分析仪测定了在283.2 K、298.2 K和323.2 K压力最高达1.8 MPa下的CO2在1-己基-3-甲基咪唑（[hmim]）[FEP]、1-丁基-1-甲基吡咯（[bmpyrr]）[FEP]和S-乙基-N，N，N，N-四甲基异硫脲（[ETT]）[FEP]中的溶解度。实验结果表明[hmim][FEP]分别要比[hmim][Tf2N]和[hmim][PF6]多吸收15%和70%（摩尔分数）的CO2。这种先通过预测方法筛选出高效吸收CO2的离子液体，然后再通过实验测定CO2溶解度的方法，相比于直接通过实验方法去从大量的离子液体中筛选出较高CO2的溶解度的离子液体，具有成本低、周期短的优点。 2.COSMO-RS是一种有效的预测CO2在离子液体中溶解度的方法，但是它不能研究具体的溶解机理。为了探索[hmim][FEP]比[hmim][PF6]能够溶解更多CO2的机理，对[hmim][FEP]-CO2和[hmim][PF6]-CO2的混合物进行了分子模拟研究。首先，开发了[FEP]阴离子的联合原子力场，由力场模拟得到的[hmim][FEP]的密度值与实验所测得的密度值吻合较好，证明了所开发的力场的准确性。用所构建的力场，通过连续分数组成蒙特卡罗（Continuous Fractional Component Monte Carlo-CFC MC）方法模拟了在298.2 K和323.2 K压力最高达到20 bar下CO2在[hmim][FEP]中的溶解度。结果表明模拟得到的CO2的溶解度的趋势与实验的吻合很好。因此，通过本文开发的[hmim][FEP]的力场和CFC MC方法，可以预测在较广温度和压力范围内的CO2在[hmim][FEP]中的溶解度。 3.运用分子动力学模拟（MD）方法研究了CO2与[hmim][FEP]、[hmim][PF6]的混合物。通过分析点对点径向分布函数发现，虽然CO2在[PF6]阴离子周围有较强的分布，但是有更多的CO2存在于[FEP]阴离子的第一溶剂化层内，这主要是因为[FEP]阴离子尺寸较大且本身又是一个不对称的结构。采用MC和MD两种方法计算了[hmim][FEP]和[hmim][PF6]吸收CO2后的能量。结果表明，对于尺寸小且结构对称的[PF6]阴离子来说，主要是通过静电力吸收CO2；而相对于大尺寸且结构不对称的[FEP]阴离子，则主要是通过范德华力与CO2作用。因此，本文的工作为今后设计高效吸收CO2的离子液体提供了重要的信息。 4.在离子液体应用的过程中，当有水等杂质存在时会对离子液体的性质有影响。本文通过MD方法研究了水（H2O）、甲醇（CH3OH）和甲醚（CH3OCH3）与[hmim][FEP]的作用机理。通过计算这三种混合物的超额摩尔体积、超额摩尔混合焓和扩散系数，分析点对点径向分布函数，以及相对应的配位数，结果表明H2O、CH3OH和CH3OCH3上的O原子与[hmim]阳离子上的H5之间存在氢键；这三种小分子主要分布在[FEP]阴离子周围；[hmim][FEP]与这三种小分子作用的强弱顺序是CH3OCH3>CH3OH>H2O。 5.由于离子液体黏度较高，因此限制了其走向实际应用。本文初步进行了[hmim][FEP]固定化的研究。通过物理吸附固定化离子液体的方法将[hmim][FEP]和[bmim][BF4]固定在硅胶上。对[hmim][FEP]的红外光谱特征峰进行了指认。通过测定硅胶固定化[hmim][FEP]和[bmim][BF4]前后的BET比表面的变化，表明[hmim][FEP]要比[bmim][BF4]更容易被固定在硅胶上。通过分析硅胶固定化[hmim][FEP]前后的红外光谱图，进一步说明[hmim][FEP]已成功地固定在硅胶上。本文的工作为今后研究应用固定化的[hmim][FEP]吸收CO2和广泛应用[hmim][FEP]奠定了坚实的基础。