生物丁醇作为一种新型生物燃料,有较高的能量密度以及较好的汽油互溶性,并且使用后不会造成环境污染,所以可以作为汽油的理想代替品。生物丁醇一般通过ABE发酵得到,因此从ABE发酵产物中有效分离丁醇是重要的研究内容之一。离子液体具有良好的物化性质,可以在温和的条件下进行萃取,而且功能化离子液体可以和丁醇形成氢键提高萃取效果。所以功能化离子液体能够广泛的运用到丁醇的萃取分离中。本文依据离子液体的可设计性进行疏水性离子液体的合成,以常见的双三氟甲基磺酰亚胺盐[NTf2]-作为阴离子,将胺基引入阳离子咪唑中合成胺基离子液体,该离子液体萃取丁醇主要是依靠疏水作用;将羟基引入阳离子DBU中合成羟基离子液体,萃取丁醇则主要是由于离子液体与丁醇形成的氢键作用。随后将羟基与咪唑结合,制备了阴离子为咪唑的咪唑基离子液体,萃取丁醇主要是由于二者间的氢键作用。通过NMR以及FT-IR表征验证了离子液体的结构并且确定其纯度较高。借助高斯软件,通过密度泛函理论计算了离子液体与丁醇,丙酮,乙醇等物质间的结合能,结果表明三种离子液体对丁醇,丙酮,乙醇的作用能均大于与其与水的作用能,并且作用能大小趋势为丁醇>丙酮>乙醇>水。将三种离子液体作为萃取剂,分别应用到丁醇-水,丙酮-水以及乙醇-水等双组分体系中,并且考察了萃取温度,萃取时间,离子液体用量以及再生利用次数对萃取效果的影响,结果发现咪唑基离子液体对丁醇的萃取效果最佳,并且再生利用10次后萃取效果稳定。将咪唑基离子液体应用到模拟丁醇发酵产物的分离中,并且考察了萃取温度,萃取时间以及离子液体用量对萃取效果的影响,结果显示,咪唑离子液体对丁醇的萃取率为78%,对丙酮的萃取率为34%,对乙醇的萃取率为6%,并且再生利用10次后,萃取效果基本维持稳定。最后进行萃取丁醇发酵产物的工艺路线研究,计算了萃取级数,确定萃取工艺流程框图,并且通过技术可行性分析,利用Aspen模拟萃取流程,分析过程能耗。确定该萃取过程可行。