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结构相似物如烯烃、炔烃、二烯烃以及天然活性物质等由于结构、性质相近,其高效分离在化工领域具有极大的挑战性。烯烃、炔烃和天然活性物质的纯度高低是其能否拥有市场的关键,因此探索高效环保的分离材料和技术用于结构相似物的分离,减轻传统分离方法带来的高能耗、高成本、二次污染等问题是十分必要的。离子液体是由阴阳离子组成的常温熔融盐,具有结构可调节、分子识别能力强等优点,在分离上具有良好的应用前景。本文通过调整离子液体结构,设计出能高效识别分子结构微小差异的羧酸离子液体,用于C4烯烃的吸收分离。进一步利用傅克烷基化反应,将羧酸离子液体引入超交联聚合物,探索该材料的微观结构,并将其应用于乙烯/乙炔(C2H4/C2H2)和天然活性物质的分离。通过合理调整阴阳离子的结构,设计出具有大自由体积和强氢键碱性的羧酸离子液体。考察了该类离子液体对1,3-丁二烯(1,3-C4H6)、正丁烯(n-C4H8)等C4气体的分离性能,建立了单位质量自由体积(FVUM)和氢键碱性(β值)与质量溶解度的关系,并通过量化计算探究其高分离性能的潜在原因。结果表明,以季膦为阳离子的羧酸离子液体具有极大单位质量自由体积(0.2026-0.2327 cm3/g)、极强氢键碱(1.265-1.506),较低的粘度(<315.6 mPa·s,298.1 K),极好的热稳定性(Tonset>540.0 K)和宽的液程。其中最佳材料三丁基乙基膦甲酸盐([P4442][HCOO])在308.1 K和100 kPa条件下对1,3-C4H6的溶解度高达0.663 mmol/g,1,3-C4H6/n-C4H8的选择性高达1.83,分离效果明显优于常规离子液体。建立的FVUM值/β值与质最溶解度之间的关系表明随着FVUM值和β值的增大,1,3-C4H6在离子液体中的溶解度显著提高。量化计算则表明[HCOO]-和1,3-C4H6之间能形成两个氢键作用位点,而与n-C4H8只能形成一个氢键位点,这导致前者具有更低的相互作用能(-43.25 kJ/mol),从而在分子水平上解释了[P4442][HCOO]能溶解更多1,3-C4H6的原因。采用多卤代芳香烃为交联剂的超交联策略,以含苯环结构的离子液体为单体制备了离子液体超交联多孔聚合物,考察了离子液体种类、含量对材料孔结构和C2H4/C2H2分离性能的影响。结果表明羧酸离子液体超交联聚合物的比表面积为323-516 m2/g,总孔容为0.281-0.340 cm3/g,且比表面积和孔容会随着聚合物中离子液体含量的增大而减小,甚至变为无孔。该类离子液体超交联聚合物表现出较高的气体吸附容量,相比于不含离子液体的超交联聚合物HP-DBX(DBX为α,α’-二溴对二甲苯),其C2H2/C2H4的选择性明显提高。以离子液体超交联聚合物为吸附剂,测定生育酚同系物和酚类结构相似物的分离性能,并探索离子液体含量的影响。结果表明,在生育酚同系物的分离中,以1-苄基-3-甲基咪唑正己酸盐([BzMIm][C5H11COO])和α,α’-二溴对二甲苯进行超交联得到的HP-[BzMIm][C5H11COO]-DBX对生育酚总吸附量为103.6 mg/g,β/γ-生育酚对α-生育酚的选择性和δ-生育酚对α-生育酚的选择性分别高达4.26和3.19,明显优于商业树脂对混合生育酚的吸附分离性能。在酚类结构类似物分离中,HP-[BzMIm][C5H11COO]-DBX的总吸附量为264.0 mg/g,苯酚对2,6-二甲基苯酚的选择性和对甲基苯酚对2,6-二甲基苯酚的选择性分别高达5.62和4.86,且随着材料中离子液体含量的增大,酚类结构类似物的吸附量和选择性都进一步提高。