本发明属于CO2捕集与纯化技术领域，具体涉及一种捕集与纯化废气中CO2的相变吸收剂及其应用。所述相变吸收剂，按质量百分比计，原料包括：27%‑30%羟乙基乙二胺、25%‑30%五甲基二乙烯三胺、15%‑20%二乙二醇二甲基醚、0.1%‑0.3%缓蚀剂、0.5%‑1.0%抗氧化剂和余量的水。本发明适用于CO2捕集纯化的吸收体系的再生分层相变吸收剂通过再生过程中的相变可降低再生能耗和再生温度、提高再生速率，具有大吸收负载、高吸收和解吸速率以及低再生能耗的特点，可使CO2捕集系统再生能耗低于2.0GJ/tCO2，能够有效减少CO2捕集能耗、降低CO2捕集成本。