离子液体由于具有极低的蒸气压、较高的热稳定性和可调的溶解能力被作为一种取代传统挥发性有机溶剂的绿色介质而广泛的应用在有机合成、分离提纯领域，由于电导率高、稳定电化学窗口宽和可调的酸碱性被作为新型电解质和高效催化剂而应用于催化化学和电化学研究领域，由于其配位能力低、界面张力和界面能小以及它们易形成氢键而具有的较高有序性使它们在具有特殊形貌的纳米材料制备中既可作介质又起到模板剂的作用。因此离子液体的研究无论对科学基础理论研究还是实际应用都有极为重要的意义。目前，离子液体化学发展急需解决的问题就是如何利用离子液体的性质可调性来设计合成具有特定功能的离子液体以使其在某些应用领域具有特殊的作用以及如何简化离子液体的合成过程，降低离子液体的合成成本以实现离子液体的大规模工业化。本论文依据这种理念设计合成了五个系列18种未见文献报道的新型离子液体：1、设计合成了六种新型烷基咪唑丙酮酸离子液体：1-乙基-3-甲基咪唑丙酮酸盐、1-正丁基-3-甲基咪唑丙酮酸盐、1-正戊基-3-甲基咪唑丙酮酸盐、四乙基铵丙酮酸盐、四丁基铵丙酮酸盐和胆碱丙酮酸盐。运用FT-IR、¹H NMR和元素分析对其结构和组成进行了确定，并研究了它们的相转变温度、电化学性质、热稳定性和溶解性。结果显示，这六种离子液体的玻璃态转变温度远低于室温，最低值达-77℃，热分解温度在105℃左右，电导率变化范围为0．056至3．0mS／cm，稳定电化学窗口均在2．3V左右并且溶解性良好。同时，利用1-正戊基-3-甲基咪唑丙酮酸盐离子液体作为溶剂、模板剂和CO₂的来源制备了三种碳酸盐材料，并用FT-IR、XRD、TEM、BET对材料进行了表征，结果证明，所合成碳酸盐为具有较高比表面积和稻草束状形貌的介孔材料。表现出这类离子液体在材料制备中潜在的功能和广阔的应用前景。2、运用简单低成本和环境友好的方法合成了三种两元低共熔离子液体：四丁基溴化铵-咪唑、氯化胆碱-咪唑、1-乙基-3-丁基苯并三氮唑六氟磷酸盐-咪唑。首先运用拉曼光谱研究了各组分熔点降低和形成室温离子液体的原因。同时研究了两元低共熔离子液体的粘度、电导率、电化学稳定窗口及溶解性，并用Walden规则对其离子化程度和蒸气压进行了理论分析。结果表明，这三种两元低共熔离子液体具有较低的蒸气压和较高的离子化程度，电导率的最大值为52mS／cm，最宽的稳定电化学窗口为3．4V，粘度最低值为3．1cp，并且是典型的非牛顿流体。更为特殊的是，这些离子液体除了具备传统离子液体在有机溶剂中的溶解性外，还对一些固体化合物具有较好的溶解性，这为拓宽离子液体的应用范围奠定了良好的理论和实验基础。此外，这种合成方法大大的降低了离子液体的合成成本，无污染，具有很好的工业化规模生产的前景。3、设计合成了以高价态环状三亚胺基磷腈为阴离子、烷基咪唑为阳离子的五种新型离子液体：1-乙基-3-甲基咪唑三亚胺基磷腈、1-正丁基-3-甲基咪唑三亚胺基磷腈、1-正戊基-3-甲基咪唑三亚胺基磷腈、1-正己基-3-甲基咪唑三亚胺基磷腈、1-正辛基-3-甲基咪唑三亚胺基磷腈。运用FT-IR、¹H NMR和³¹P NMR确定了它们的组成和结构，并进行了相转变温度、热稳定性、电导率和溶解性的测试，结果显示，这种高价态的离子液体在室温下呈液态，分解温度为210℃，同时电导率的变化范围是0．002-10．4mS／cm。这类离子液体是目前文献报道的相变温度最低的高价离子液体。4、设计合成了以丁二酰亚胺为阴离子，烷基咪唑为阳离子的三种新型离子液体：1-乙基-3-甲基咪唑丁二酰亚胺、1-正丁基-3-甲基咪唑丁二酰亚胺、1-正己基-3-甲基咪唑丁二酰亚胺。运用FT-IR、¹H NMR、DSC、TG确定了它们的组成、结构、熔点和热稳定性并研究了电导率和溶解性等性质，结果显示，这三种离子液体具有较低的熔点（分别为-3．15、-17．63和-15．77℃），同时具有较高的热稳定性（热分解温度分别是228、225和220℃），电导率的变化范围是0．021-9．70mS／cm，且在有机溶剂中具有良好的溶解性。同时将这三种离子液体应用到CO₂的吸附中。测试了离子液体在不同温度下对CO₂的吸附性能，对吸附作用进行了简单的讨论，并且对离子液体进行了循环使用。结果显示，这三种离子液体对CO₂具有较好的吸附性能，同时CO₂的解吸附过程简单，离子液体的重复利用率高。5、设计合成了带有胺基和膦酯基官能团的离子液体：1-（2-胺乙基）-3-（2-二乙氧基膦酯基）乙基咪唑溴。首先用FT-IR、¹H NMR确定了离子液体的组成和结构，并研究了它的熔点、热稳定性、电导率和溶解性，结果显示这种离子液体在室温下呈液态，热分解温度是201℃，电导率的变化范围是0．04-5．60mS／cm，在一些有机溶剂中的溶解性较好。同时用这种离子液体作为溶剂、模板剂和前驱体，合成了带有胺乙基咪唑官能团的杂化多孔纳米磷酸锆。