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低碳烯烃、烷烃是重要的基础化工原料,然而两者的分子结构相似、挥发度相近,其分离已成为化工分离领域难度较大、耗能较高的过程之一。本文利用离子液体几乎不挥发、结构性质易调控等特点,以离子液体为萃取剂或吸收剂分离乙烯/乙烷、1-己烯/正己烷,探索基于离子液体的烯烃/烷烃分离新方法。本文设计合成了一系列结构上含有氨基、氰基、酰胺基等具有不饱和π电子基团的单、双取代功能化咪唑型离子液体,其中酰胺双取代功能化离子液体[(CON)2im][NTf2]为首次合成。利用此类基团与烯烃双键的π-π、氢键等作用,提高离子液体对烯烃/烷烃的分离选择性。采用核磁共振、红外光谱和热重分析等方法表征了功能化离子液体的结构和性质。研究了16种离子液体对1-己烯/正己烷的萃取分离性能,考察阴离子结构、阳离子烷基侧链和取代基结构对分离性能的影响。研究表明离子液体具有良好的1-己烯/正己烷分离选择性,选择性在1.5-3.0之间。离子液体阴离子的结构和性质显著影响分离性能,其中阴离子为[NTf2]的离子液体具有较高的分配系数,1-己烯的分配系数随着咪唑阳离子烷基侧链长度的增加而增大,在[C6mim][NTf2]中的分配系数达到0.27,约为[C2mim][NTf2]的3倍,阳离子上氰基、酰胺基等功能基团的引入可提高离子液体的分离选择性,但分配系数有所降低,其中阳离子酰胺基功能化离子液体[CONmim][NTf2]的分离选择性达到2.93。测定了0.5-1.1bar下乙烯和乙烷在氰基单、双取代功能化离子液体中的溶解度,考察功能基团对分离的影响。乙烯在常规离子液体[Bmim][NTf2]、氰基单双取代离子液体[CPmim][NTf2]、[(CP)2im][NTf2]中的亨利系数分别为75.4bar、124bar和131bar,与乙烷的选择性分别为1.32、1.67和2.17,结果表明氰基功能基团的引入可显著提高对乙烯/乙烷的分离选择性。研究了含银盐离子液体对烯烃/烷烃的分离性能,建立了烯烃的萃取和吸收平衡模型。银盐的加入可显著提高烯烃的溶解度,而烷烃的溶解度几乎不变,因此含银盐离子液体具有良好烯烃/烷烃分离选择性。离子液体对1-己烯/正己烷的萃取分离选择性随着原料中1-己烯/正己烷体积比的下降而增大,当1-己烯体积浓度为0.05时,分离选择性高达14.8。平衡模型研究表明当Ag/1-己烯摩尔比为1.56至0.09时,1-己烯与银离子主要以1：2形式络合,而当Ag/乙烯摩尔比为0.31至0.20时,乙烯与银离子主要以1：1形式络合。采用气相色谱法测得了58种烯烃、烷烃及其他有机物在酰胺双取代[(CON)2im][NTf2]离子液体上的无限稀释活度系数,并采用线性溶剂化模型进行关联,相对偏差(AAD)为1.56%,研究表明此离子液体对烯烃/烷烃分离性能较差,但对同系物、异构体和共沸体系有良好的分离性能。