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本文首先对芳香族硝基化合物和离子液体的研究现状进行了详细介绍与总结。芳香族硝基类化合物的分子结构中的硝基表现出很强的电负性,是氧化还原反应的活性中心,也是电子转移的优良载体。本文中我们采用了现场红外光谱电化学等技术对1,4-二硝基苯(DNB)、4,4’-二硝基联苯(DNP)、4,4’-二硝基二苯醚(DNPE)以及4,4’-二硝基二苯基甲烷(DNPM)的电化学还原进行了研究。主要工作可以概括如下：1、1,4-二硝基苯在离子液体中的电化学还原研究(1)从循环伏安图中可以发现,DNB在BMIMPF6(1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐)和HMIMPF6(1-己基-3甲基咪唑六氟磷酸盐)两种离子液体中的电化学还原均只有一对氧化还原峰,这与在质子惰性体系中的两对氧化还原峰有所不同。然而快速扫描红外3D光谱图表明有中间体DNB·-的存在,从而说明DNB的电化学还原经历了两步一电子的电子转移过程。DNB在不同浓度离子液体与乙腈混合体系中的电化学还原表明其电化学产物可与离子液体的阳离子形成紧凑的离子对,从而使其电化学还原表现出一对氧化还原峰。研究发现,由于BMIM+的分子尺寸小于HMIM+的分子尺寸,电化学产物(中间体DNB·-和终产物DNB2-)与BMIM+的离子对作用强于其与HMIM+的离子对作用。结果表明一分子的终产物DNB2-可分别与1.92个BMIM+分子和1.32个HMIM+分子形成紧凑的离子对。(2)在不同浓度的乙醇与BMIMPF6离子液体混合体系中,DNB的电化学还原表现出不同的结果。乙醇的加入使离子液体的黏度降低以及氢键的生成,从而使得其氧化还原峰-峰电位差减小,同时峰电流增大。DNB的电化学还原过程会因乙醇浓度的不同而改变。在低浓度乙醇混合体系中,其电化学还原依然是简单的两步一电子的电子转移过程；而在高浓度乙醇混合体系中,可观察到归属为亚硝基的红外特征吸收峰1149 cm-1,表明在电化学过程中,有亚硝基的生成,这是因为终产物DNB2-可作为质子受体与乙醇发生质子化作用,从而生成亚硝基化合物。2、4,4’-二硝基联苯、4,4’-二硝基二苯醚与4,4’-二硝基二苯基甲烷在乙腈中的电化学还原研究(1)DNP在乙腈中的电化学还原包含一对氧化还原峰,但是在现场红外3D图中可以观测到中间体DNP·-的存在,因此DNP在乙腈中的电化学还原为两步一电子的电子转移过程。然而在红外3D图中的1504和1600 cm-1两个特征峰的发现表明在电化学过程中有醌式结构的电化学产物生成,因此其电化学还原过程为：(2)DNPE在乙腈中的电化学还原包含两对氧化还原峰,红外光谱中也观测到了中间体的存在,因此其电化学过程表现为两步一电子的电子转移过程。即DNPE在电化学还原过程中先得到一个电子生成中间体DNPE-,中间体继续得到一个电子生成终产物DNPE2-。(3)DNPM在乙腈中的电化学还原较为复杂,其电化学过程伴随着化学反应的发生,且随着反应物的浓度增加,化学反应的程度增大。而当DNPM的浓度较低时,化学反应的程度较小,主要表现为两步一电子的电子转移过程。其电化学还原过程为DNPM首先得到一个电子被还原成DNPM·-,DNPM·-可与未反应的DNPM二聚生成复合物(DNPM)2·-,复合物可以继续得到电子全部生成DNPM·-,最终阴离子自由基DNPM·-得到一个电子生成终产物DNPM2-。其还原过程可表示如下：