温室效应是目前最严峻的环境问题之一。作为最主要人为排放的温室气体,CO₂的减排和控制已迫在眉睫。我国火电厂排放的CO₂占总排放量的35%以上,开发一种用于捕集火电厂烟气中CO₂的高效吸收剂是目前的重要任务。离子液体由于其蒸汽压低、良好的化学稳定性和结构可调等特性,具有优良的工业应用前景。本文合成了一种高吸收容量、高吸收速率的亲水性氨基酸功能化离子液体1-羟乙基-3-甲基咪唑赖氨酸（[C₂OHmim][Lys]）,考察了[C₂OHmim][Lys]及其水溶液的吸收再生性能,[C₂OHmim][Lys]及其水溶液与二氧化碳的化学反应机理以及[C₂OHmim][Lys]水溶液的传质反应动力学。论文取得了以下研究成果:（1）本文合成的离子液体[C₂OHmim][Lys]在无水的情况下对CO₂的吸收容量为1.684 mol CO₂/mol IL,其1 mol·L^-1的水溶液对CO₂的吸收容量为1.260 mol CO₂/mol IL,并且纯[C₂OHmim][Lys]的再生效率为66.27%,[C₂OHmim][Lys]水溶液的首次再生效率高达90.47%,并且在五次的吸收解吸循环实验其再生效率稳定在了85%以上,因此[C₂OHmim][Lys]溶液具有良好的再生性能。（2）利用核磁碳谱和红外光谱研究了纯[C₂OHmim][Lys]与CO₂的化学反应机理,发现反应产物为[C₂OHmim⁺COO-----C₂OHmim⁺][1.5CO₂-Lys----Lys^-1.5CO₂],纯[C₂OHmim][Lys]对CO₂的理论吸收容量为2molCO₂/mol IL。由于氢键作用使吸收产物固化导致纯离子液体吸收速率慢,并且反应产物有部分不可再生导致再生性能差。（3）利用核磁碳谱研究了[C₂OHmim][Lys]水溶液与CO₂的化学反应机理,发现在低CO₂负荷下,CO₂与赖氨酸阴离子的伯氨基团反应生成氨基甲酸盐,在高CO₂负荷下,氨基甲酸盐开始水解成碳酸氢根。并且我们发现,赖氨酸阴离子上与羧酸根较近的氨甲基酸盐参与水解,而另一个氨甲基酸盐并不参与水解。同时利用密度泛函理论计算氮原子的电负性,发现不参与水解的氨基甲酸盐的氮原子电负性较大,符合电负性理论。最终得出[C₂OHmim][Lys]溶液对二氧化碳的最大理论吸收容量为1.5 mol CO₂/mol IL。（4）在湿壁塔中研究了[C₂OHmim][Lys]溶液吸收CO₂的传质反应动力学,反应对[C₂OHmim][Lys]属于快速拟一级反应。液相传质系数随CO₂负荷的增大而减小。在高CO₂负荷下,温度增大会提高液相传质系数,但在低CO₂负荷下,温度对液相传质系数的影响不明显。[C₂OHmim][Lys]溶液吸收CO₂的ki与温度的Arrhenius 关系式:k₂=1.177×108×exp（-3416.3/T）,其表观活化能为 28.40 kJ·mol^-1。在低CO₂负荷时,[C₂OHmim][Lys]溶液吸收CO₂的总传质系数kow可以根据吸收温度和CO₂负荷较好的预测,公式为:kay=1.491×10¹¹×exp(^-1927.39/T)×（-5.554×（1-α/4））×（1-α）^1.862