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离子液体具有电化学窗口宽、导电性高、化学和热稳定性好等优良性质，在电化学、有机合成、分离萃取、材料制备等领域应用日益广泛，成为绿色化学研究的热点之一；金属钛是一种优异的结构和功能性材料，具有比强度高、密度小、耐蚀性好等优点，并具有超导、储氢和形状记忆等功能，在航空航天、武器装备、生物医学等领域应用广范。 但现在生产海绵钛Kroll法存在工艺流程长、能耗高、间歇式生产等缺点，人们一直在努力寻找新的生产钛方法，本文在借鉴FFC熔盐电脱氧制备金属钛的基础上，利用添加CaCl2的离子液体作为电解质来电解制备金属钛，主要研究内容如下： 用两步法合成了[EMIM]BF4、[BMIM]BF4、[EMIM]PF6、[BMIM]PF6四种离子液体，用红外光谱证明了产物，通过正交实验得出了[BMIM]Br中间体的优化工艺为反应时间为24h，温度为70℃，N-甲基咪唑与溴丁烷摩尔比为1:1.10，产率可以达到92.31％；探索了微波辅助合成中间体[BMIM]Br的条件，N-甲基咪唑与溴丁烷摩尔配比为1:1.05，微波辐射功率为160W,控温70℃，加热25s通风冷却10s循环五次效果比较理想。 对四种离子液体的溶解性、吸水性、密度、电导率、粘度进行测试。结果表明：氟硼酸类离子液体为亲水性离子液体，氟磷酸类离子液体为憎水性离子液体；离子液体的密度随温度的升高而逐渐降低；电导率随着温度的升高逐渐升高，同温度条件下，阴阳离子越小，电导率越大；粘度随着温度的升高而降低，同温度条件下，阴阳离子越小，粘度越小；电导率和粘度的对数与温度的倒数成线性关系，符合Arrhenius公式；对离子液体进热重分析：离子液体在300℃以上开始失重，且失重率都在95%以上；对离子液体的电化学窗口测试，[BMIM]BF4离子液体的电化学窗口最宽； 对阴极的压制压力，烧结温度、添加剂影响等因素进行了考察，结果表明：压制压力为10MPa、烧结温度为1000℃时比较适合做阴极，添加石墨含量达到30%时，阴极气孔率达到45%，电导率达到44mS/cm。在添加CaCl2的[BMIM]BF4离子液体中电解阴极试样，用SEM研究纯二氧化钛、添加石墨、添加碳酸钙的阴极电解前后的表面形貌，可以看出表面形貌发生了变化，说明发生了电解反应；用XRD研究纯二氧化钛、添加石墨后阴极电解后的物相组成，添加10%的碳，10MPa压制，1000℃烧结的阴极在3.0V电压下电解10h效果最好。 用热力学方法研究钛的氧化物稳定性，钛的低价氧化物稳定性大于高价氧化物，用电化学方法得出离子液体中电解二氧化钛制取钛是分步进行的，即反应历程为：TiO2→TiO→Ti，电解二氧化钛制取钛的机理为阴极氧的离子化。