离子液体是一类熔点低于100℃的有机熔融盐,通常是由体积相对较大的含氮或含磷的有机阳离子和体积相对较小的无机或有机阴离子所构成。由于离子液体的阴、阳离子之间存在的静电相互作用力以及多种分子间作用力,离子液体呈现出化学稳定性良好、液态温度范围广、蒸汽压低、粘度高等独特的物理化学性质。同时离子液体的物理化学性质和溶剂化性质可以引入各种官能团以及调节阴、阳离子的结构来进行调控,从而实现特定需求,如增加阳离子烷烃取代链的长度能降低离子液体的熔点、将强亲核性的阴离子替换为弱亲核性的阴离子能提高离子液体的热稳定性等。本文采用气相色谱法,利用Abraham溶剂化参数模型研究探讨了含有四氯化铁阴离子的磁性离子液体以及多种离子液体二元混合物的溶剂化性质,以亮氨酸和苯丙氨酸为原料成功制备了氨基酸类离子液体,并将其作为气相色谱固定相研究其色谱分离性能,与此同时对氨基酸类离子液体的溶剂化性质进行了研究,为评价不同结构离子液体的溶剂化性质做了大量基础工作。本文共由五个章节组成:第一章绪论。首先概述了离子液体以及离子液体的结构和分类,对含有不同种类阴、阳离子的离子液体的物理化学性质进行了总结;其次综述国内外研究者的科研成果,对离子液体在微萃取分离、液相和气相色谱分析、毛细管电泳、质谱分析以及电化学传感系统等分离分析领域中的应用进行了阐述;最后对气相色谱分析中常用的描述固定相保留机制的指标和模型进行了研究探讨。第二章利用溶剂化参数模型研究了磁性离子液体溶剂化性质。将1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯化铁（[BMIM][FeCl₄]）、1-苄基-3-甲基咪唑鎓四氯化铁（[BnMIM][FeCl₄]）、1,3-二苄基咪唑鎓四氯化铁（[BnBnIM][FeCl₄]）、1-萘甲基-3-苄基咪唑鎓四氯化铁（[NBnIM][FeCl₄]）和三己基十四烷基季鏻四氯化铁([P_6,6,6,14][FeCl₄])五种磁性离子液体作为气相色谱固定相涂渍于石英毛细管内壁,选用46个化合物作为溶质探针分子,分别在50℃、80℃和110℃下测定了溶质探针分子在固定相上的保留因子。利用多元线性回归方法建立了磁性离子液体在50℃、80℃和110℃时的Abraham溶剂化参数模型。对模型中回归系数的研究结果表明,在阳离子中引入苄基后,会影响离子液体的偶极性/极化率,同时改变阳离子种类也能在一定程度上影响离子液体的偶极性/极化率,此外氢键碱度基本由阴离子种类决定。通过研究固定相对多种化合物的保留行为和分离选择性,探讨了磁性离子液体固定相的色谱分离性能。结果表明,由于[FeCl₄]^-阴离子的特殊溶剂化性质和分离特性,使含有[FeCl₄]^-阴离子的磁性离子液体在有机合成以及分离分析领域具有很大的应用潜能。第三章开展了二元离子液体混合固定相溶剂化性质的研究。将1-丁基-3-甲基咪唑鎓双（三氟甲基磺酰）亚胺盐（[BMIM][NTf₂]）、1-丁基-3-甲基咪唑鎓磷酸二甲酯盐（[BMIM][Me₂PO₄]）、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐（[BMIM][TfO]）、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫酸甲酯盐（[BMIM][MeSO₄]）、8-甲基-1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯硫酸甲酯盐（[Me-DBU][MeSO₄]）和1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓双（三氟甲基磺酰）亚胺盐（[BMPyrr][NTf₂]）作为气相色谱一元固定相制备了六根气相色谱柱,并将上述离子液体分别以1:1的质量比混合作为离子液体二元混合固定相制备了五根气相色谱柱。实验分别在40℃、70℃和100℃下测定了溶质探针分子在一元和二元离子液体固定相上的保留因子并建立了相应的Abraham溶剂化参数模型。通过研究回归系数和固定相对化合物的保留行为,该二元混合固定相对目标化合物的选择性更好,同时改变二元混合固定相中离子液体的组可以调节其对醇类、酮类和芳香族等化合物的保留程度和选择性。因此在实际应用中,不仅能通过改变离子液体的阴、阳离子种类来改变离子液体的溶剂化性质,还能通过将不同性质的离子液体进行混合得到具有理想溶剂化性质的固定相。研究表明,该二元混合离子液体在有机合成以及分离分析领域具有很大的应用潜能。第四章基于溶剂化参数模型分析了有机化合物在1-（2-甲氧乙基）-1-甲基吡咯烷鎓三（五氟乙基）三氟磷酸盐（[MoeMPyrr][FAP]）中的分配行为。将1-（2-甲氧乙基）-1-甲基吡咯烷鎓三（五氟乙基）三氟磷酸盐（[MeoeMPyrr][FAP]）作为气相色谱固定相涂渍于石英毛细管内壁,分别在50℃和80℃下测定了溶质探针分子在[MeoeMPyrr][FAP]固定相上的保留因子。研究基于R语言编译脚本程序,将实验数据与文献中已有的热力学数据相结合,利用开源性统计学软件R,采用多元线性回归方法建立了25℃和50℃时气-离子液体（[MeoeMPyrr][FAP]）分配系数（logK）的Abraham溶剂化参数模型,以及25℃时水-离子液体（[MeoeMPyrr][FAP]）分配系数（logP）的Abraham溶剂化参数模型,并根据上述模型中回归系数总量计算出[MeoeMPyrr]+的回归系数分量。研究应用统计学软件对模型的拟合能力和预测能力进行了测试,其中logK和logP预测值与实测值之间的残差值分别低于0.14和0.16个log单位。结果表明,建立的logK和logP模型都具有较强的拟合能力和预测能力,同时能够充分揭示和解释有机化合物在两相间的分配机理。第五章进行了亮氨酸和苯丙氨酸类离子液体固定相的研究。制备了亮氨酸乙酯四氟硼酸盐（[Leu-OEt][BF₄]）、亮氨酸乙酯六氟磷酸盐（[Leu-OEt][PF₆]）、亮氨酸乙酯双（三氟甲基磺酰）亚胺盐（[Leu-OEt][NTf₂]）、苯丙氨酸乙酯四氟硼酸盐（[Phe-OEt][BF₄]）、苯丙氨酸乙酯六氟磷酸盐（[Phe-OEt][PF₆]）和苯丙氨酸乙酯双（三氟甲基磺酰）亚胺盐（[Phe-OEt][NTf₂]）六种亮氨酸和苯丙氨酸类离子液体,并将它们作为固定相制备了毛细管气相色谱柱;分别在50℃、80℃和110℃下测定了溶质探针分子在亮氨酸和苯丙氨酸类离子液体固定相上的保留因子并建立了相应的Abraham溶剂化参数模型。通过对回归系数的研究表明,固定相与目标化合物所形成的多种相互作用力中,偶极相互作用力和氢键相互作用力占主导地位。随后采用Grob试剂、烷烃混合物、脂肪族醇类混合物、酯类混合物以及芳香族位置异构体对固定相进行了色谱性能评价,结果表明亮氨酸和苯丙氨酸类离子液体固定相对上述样品表现出良好的分离效能和分离选择性,是一种很有发展潜力的毛细管气相色谱固定相。