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随着全球人口和经济规模的不断增长，大量能源使用所带来的环境问题愈发受到重视，其中温室效应对世界气候的影响日益显现，作为温室效应主要元凶之一的CO2已经成为公众关注的焦点。实际上，CO2既是影响环境的温室气体，又是一种取之不尽用之不竭、廉价、安全以及可再生的碳资源。当前，减少导致全球气候变暖的温室气体之一的CO2，并通过有效方法将CO2转化为高附加值化工原料和有用的化工产品成为当前全球研究的热点。 本文在综合评述了固体吸附剂尤其是多孔碳材料对二氧化碳的吸附应用以及过渡金属催化转化二氧化碳的类似物-二硫化碳研究进展的基础上，采用理论计算和实验制备相结合的方法，研究CO2及类似物CS2的吸附与转化特性。得到的结果如下: (1)本实验通过选用不同的聚合单体在温和条件下制备聚酰亚胺材料，并在不同温度条件下碳化处理聚酰亚胺材料获得其碳化材料。采用热重(TGA)，红外光谱(IR)，X射线衍射(XRD)，透射电镜(TEM)，扫描电镜(SEM)，氮气吸附-脱附测试以及二氧化碳静态吸附性能测试等方法对其进行观察分析，系统研究了聚酰亚胺材料及其碳化材料的比表面积与孔径分布、二氧化碳吸附性能、形态结构和热稳定性。对于PI1系列材料，随着碳化温度的升高，样品对于二氧化碳的吸附性能呈现一个“∧”字型变化，在700℃时对二氧化碳的吸附量达到最大值。而对于PI2系列材料，随着碳化温度的升高，样品对于二氧化碳的吸附性能逐渐增强，到达900℃时达到最大值。 (2)以CO2的类似物CS2的为研究目标，采用密度泛函理论(DFT)和M06L方法，对过渡金属Ru催化转化CO2的类似物CS2二聚的所有反应物、中间体、过渡态和产物的结构进行了全优化，同时计算了各结构的单点能及频率，对过渡金属Ru和CS2分子在气相和溶剂条件下的反应机理进行了研究，从反应历程层次阐明各类物质之间反应机理，构建过渡金属催化转化CS2二聚模型，揭示各物质的协同作用机理及对体系的贡献机制，同时也为过渡金属催化转化CO2二聚提供理论支持。 (3)为了减少CO2的排放量，以生物质气化炉为基础，设计出一种生物质气化炉的低碳式铝材氧化加热系统。该系统采用生物质气燃烧供热，且能够充分利用烟气余热，提高能源利用率，最终实现生物质气化设备的高效节能，降低二氧化碳的排放，达到节能减排的效果，有效缓解能源紧张和环境污染的问题。