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酸性气体脱除技术是一项关乎能源高效利用、清洁生产和循环经济、化工过程增产节能等方面的关键技术，社会和经济意义重大。酸性气体脱除方法主要有化学吸收、物理吸收、低温分离、膜分离、及吸附法等。其中化学吸收法最为成熟常用，且大都以有机胺溶液为吸收剂，过程工艺较为成熟。但有机胺的挥发性、不稳定性以及大量水的存在使得传统的有机胺溶液吸收技术在节能、环保、经济性等各个方面还存在一些难以克服的技术问题，绿色化程度也较低。相反，离子液体是一类在室温条件下完全由离子组成的有机液态物质，具有可设计性、无蒸汽压、高稳定性、对酸性气体的亲和性强等特点，被认为是一类具有强力应用前景的新一代酸性气体吸收剂。本课题在前人的基础上，拟设计、合成一类新型的适用于酸性气体吸收的离子液体，并测试其对酸性气体的吸收性能。通过这些工作，本文得到了如下结论：
(1)首先合成了多种以丁基三乙基铵为阳离子的常规离子液体，表征和检测了它们的结构和物性，发现与目前已有报道的季铵型离子液体相比，新合成离子液体具有相对较低的熔点和粘度，初步得出季铵阳离子烷基链的长短和烷基链的对称性会影响离子液体的理化性质这一重要推论。以此认识为基础，设计并合成了一类以丁基三乙基铵为阳离子的功能化离子液体，其阴离子为普通的一元、二元或多元羧酸。使用1H NMR、13C NMR、DSC等各种手段表征和分析了该类功能化离子液体的结构和性质，发现非对称的四烷基铵阳离子同样能赋予该类功能化离子液体相对具有低粘度、低熔点的性质。实验还发现全脱质子化的羧酸盐离子液体常以水合物的形式存在，是弱碱性的缓冲体系；相反，脱去一个质子的二元羧酸盐离子液体却不含结晶水，是弱酸性的缓冲体系。理论分析了功能化离子液体含水的原因，认为弱酸性功能化离子液体不含水是由于分子间的氢键键能大的缘故。
(2)基于全脱质子化的羧酸盐离子液体是弱碱性体系，认为其具有很好的对CO2吸收性能。实验验证了该认识，并表明其吸收CO2的机理是双分子反应的二级动力学过程，其吸收速率均远高于MDEA的吸收速率，吸收量也高于普通离子液体。吸收完毕的产物以碳酸氢盐的形式存在，粘度较低，多次吸收-解吸实验表明其吸收的可逆性好。相反，由于脱去一个质子的羧酸盐离子液体为弱酸性体系，本文尝试性地将其应用到SO2的吸收中，发现该类离子液体不仅重复吸收SO2效果好，同时在低压条件下吸收SO2的速率更快，这对于工业上烟气脱硫具有重要的实际应用价值。
(3)鉴于本实验中离子液体液体的合成成本较高，本文还尝试了改进合成方法，获得了较好的结果。
本文合成的常规或功能化离子液体大大丰富了离子液体的新品种，部分离子液体已具有优良的性能，为其大规模运用于工业奠定了良好的基础，也为后续的实验和理论研究、以及酸性气体吸收剂的优选研究打下了坚实的前期基础。