随着环境污染的加剧以及化石燃料储量的减少,探索绿色高效的精细化学品分离工艺成为人们关注的热点。蒽油（AO）是煤焦油的馏分之一。咔唑很难从石油工业中方便经济地获得,其主要来源于AO的分离。因此,对咔唑分离工艺的优化对于AO的有效利用具有重要意义。AO组分复杂多样,相应地选择四种代表性组分来制备AO相关模型油（MO）,即咔唑、喹啉、芴和蒽。传统的咔唑分离方法多样,却因废水污染,条件苛刻,稳定性差等因素限制了发展。本文中应用咪唑基离子液体（IBILs）作为新型萃取剂从AO中分离咔唑。本文首先研究了IBILs中不同阴离子取代基以及阳离子结构对咔唑萃取的影响,结果表明离子液体（ILs）自身紧密性与空间位阻是导致提取能力显着差异的关键因素。此外,相比于阳离子结构,阴离子取代基对咔唑萃取效果的影响更大。基于1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺（IL_a）在咔唑收率与纯度方面的优异性能,被选为最合适的萃取剂进行条件优化。并在此基础上,对实验条件进行优化,最优条件确定为:实验时间30 min,实验温度303.15 K,IL_a/MO质量比1:1,咔唑的初始浓度33 mg/mL。由于油品微溶于IL_a,使得咔唑收率和纯度降低,本实验中利用CCl₄作为有效的反萃取剂,可选择性地纯化咔唑。在最优条件下,IL_a为萃取剂,MO中咔唑的收率和纯度分别达到96.2%和98.0%。IL_a与咔唑之间形成的π-π相互作用和氢键可能在萃取咔唑时起关键作用。对比复合物与咔唑FTIR谱图发现,复合物中N-H键的吸收峰强度较咔唑有所降低。同时,对比复合物与咔唑及IL_a的2D NMR谱图发现,复合物中咔唑的¹H和¹³C NMR化学位移较之向低场移动,且N-H键¹H化学位移明显增大;而复合物中IL_a的¹H和¹³C NMR化学位移较之向高场移动,且C≡N键¹³C化学位移明显减小。实验揭示了IL_a与咔唑之间存在π-π相互作用和氢键。此外,本文利用Gaussian软件模拟IL_a最稳定的化学空间结构以及与咔唑形成氢键的最稳定结构,通过密度泛函理论计算不同ILs与咔唑形成氢键的键长与键能,从理论上解释不同ILs萃取能力差异的根本原因。模拟绘制IL_a与咔唑形成氢键后的电子云密度分布图,清晰地显示其容易发生相互作用的位点。同时,采用H₂O作为反萃取剂对IL_a进行回收,利用¹H NMR和FTIR对回收后的IL_a进行稳定性测试。结果表明,IL_a循环三次后纯度与官能团无明显变化,且回收后的IL_a依然表现出对咔唑的高收率与纯度。此外,采用IL_a作为萃取剂,结合中压制备色谱,从实际AO中分离咔唑,咔唑收率与纯度可分别达到66.6%和90.2%。本文提出从煤及其衍生油品中分离咔唑的新方法,这将成为绿色与高效生产高附加值化学品的潜在候选者。该论文有图27幅,表19个,参考文献86篇。