离子液体物理化学性质的调控可以通过选择不同的阴阳离子组合或微调阳离子烷基链的长度实现，这体现了离子液体的一个重要特点——可设计性。离子液体的种类和数量庞大，由于离子液体是由阴离子和阳离子组合而成，因此通过对不同结构、种类的阴离子与阳离子组合，可以制备出不同的离子液体。从理论上讲，按照不同的阴阳离子组合，离子液体的数量可能有1万亿种。截至目前，已经报道出来的离子液体就有成千上万种。目前，离子液体最常用的分类方法是按照离子种类进行分类。例如:依据阳离子类型，主要有咪唑类、季铵类、吡啶类等离子液体，其中以咪唑类离子液体为主要研究对象，尤其以二烷基咪唑类离子液体的研究最多；按照阴离子种类划分，主要有四氟硼酸盐([BF4]－)、六氟磷酸盐([PF6]－)、双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐([NTf2]－)等离子液体，其中以四氟硼酸盐和六氟磷酸盐离子液体为主要研究对象。构成离子液体常见的阴阳离子的结构示意如图1-1所示。

图1-1　离子液体常见阴阳离子的结构示意图

咪唑类离子液体作为最常见的一种离子液体，在科学研究和工业生产等领域都具有广阔的应用前景。研究高压下咪唑类离子液体的凝聚态结构、性质和物态方程作为基础研究，具有非常重要的意义，同时也有助于促进咪唑类离子液体的应用研究。其中，由1-烷基-3-甲基咪唑阳离子(简写为[Cnmim]，n为烷基链的长度，其结构示意如图1-2所示)与阴离子组成的二代咪唑类离子液体，具有容易制备的优点，并且通过调整烷基链的长度就可方便调整其结构，是目前最为常见且研究最多的离子液体之一。其主要特点:大部分在室温条件下为液态，极性分布宽，热稳定性良好，广泛应用于溶媒、催化、电化学、分离、添加剂、功能材料等领域。近年来，国际上咪唑类离子液体的研究和开发十分活跃，已发展到化学反应、分离分析、燃料电池、功能材料以及生命科学等诸多领域。例如，英国的Seddon(2009)在咪唑类离子液体的性质研究方面进行了很多开创性的工作:[Cnmim][BF4](n＝0～18)系列离子液体被成功合成，并对其熔点进行了表征，当n＝2～10时，[Cnmim][BF4]系列离子液体在室温下呈液态并具有较宽的液程；当n≥12时，该系列离子液体在一定的温度范围内呈现液晶相；此外，对[Cnmim][PF6]系列离子液体的熔点进行了预测，并与测量值进行了比较。咪唑类离子液体的性质及其由学术研究走向应用研究方面取得了令人瞩目的进展，如离子液体在萃取分离技术中的应用，一些典型污染物(如苯的衍生物)可以利用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C8mim][PF6])得到有效的萃取。Swatloski等(2002)发现1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C4mim]Cl)可以溶解纤维素。此外，咪唑类离子液体润滑剂应用方面也取得了重大突破，这种润滑剂可应用于空间、信息、精密机械等领域，例如，在常见的咪唑类离子液体中添加凝胶因子可通过自组装形成离子液体凝胶，具有良好的润滑性能、防腐性和导电性。(www.daowen.com)

图1-2　阳离子1-烷基-3-甲基咪唑([Cnmim])的结构示意图