同系物分离是石化、医药化工和煤化工等过程工业中获取高纯化学品的关键步骤,也是最具难度和挑战性的分离过程之一。然而现有分离过程普遍存在能耗高、溶剂消耗大等不足,已成为过程工业能耗、物耗和污染最为集中的环节之一。开发新型分离材料,从分子热力学、传质动力学和分离材料循环利用等科学问题上进行突破,是提高分离效率、实现同系物分离过程节能减排的重要途径。离子液体是近年来新兴的一类液体软材料,具有蒸汽压极低、几乎不挥发的特点,可从源头上减少挥发性溶剂的使用,降低环境污染。离子液体是一类"可设计溶剂",可从分子尺度上精确调控离子液体与同系物的相互作用,实现同系物之间微小结构差异的分子识别,达到高分离选择性,突破传统分离介质的瓶颈。离子液体的出现为同系物分离技术的发展提供了新的平台,本研究利用离子液体为介质,成功实现了天然活性同系物和低碳烃类同系物的选择性分离,获得了优于常规介质的分离效率。同系物分子识别机制、分离过程传质规律与强化方法是离子液体分离同系物研究中必须解决的关键科学问题。本研究利用实验与模拟相结合的方法,深入研究了离子液体与天然活性同系物和低碳烃类同系物的相互作用规律,阐明了离子液体分离同系物中的氢键识别机制和多重相互作用机理,建立了离子液体物化性质与分离效率的定量关联模型。同时,利用离子液体-分子溶剂混合物的优先溶解现象和协同萃取机理,提出了以离子液体-分子溶剂混合物为介质萃取分离同系物的新思路,在获得高选择性、高萃取容量的同时,有效解决了离子液体传质慢、成本高的普遍难题。