离子液体(ILs)作为一种平台化合物,由于其优异性能在诸多领域凸显优势,是绿色技术革命的重要研究方向之一。但蓬勃发展的离子液体市场及产业化应用及对离子液体合成工艺及纯度提出了更高的要求。开发三维可视化原位监测技术对离子液体合成过程进行实时监控,获得动力学特征以及流体传质规律是实现关键设备优化设计和过程精确调控的关键。然而近年来不断涌出的过程分析监测技术,大多不能提供反应体系空间信息。本论文旨在提供一种新的便捷、无损、快速原位监控离子液体合成过程的分析技术。主要研究内容如下:(1)系统测定了咪唑、吡啶、卤代烷烃以及相应离子液体的弛豫特性T1/T2,确定低场核磁共振成像技术作为离子液体合成过程原位研究的分析工具。以[C4mim]Br合成为例,根据反应体系组分的核磁共振弛豫特性,建立两组分定性定量分析方法,并利用原位红外实验验证新建方法的可行性和准确性。(2)采用低场核磁共振成像技术原位研究[C4mim]Br合成过程,结果表明,随着咪唑和溴丁烷初始摩尔比越大、反应温度越高、搅拌速度越快,则合成速率越快或所需时间越短。计算获得不同温度下的二级动力学速率常数k(0.042～1.378 mol-1·L·h-1)和表观活化能EA(72 kJ/mol)与文献报道相一致。在32℃,1:1.2摩尔比下对[C4mim]Br合成过程采集T1加权像,发现整个体系在离子液体收率40 mol%时发生相分离并经过相聚并和翻转,离子液体从上层沉积到反应器底部。(3)采用低场核磁共振成像技术系统考察了卤代烷烃链长、卤元素种类以及叔胺碱性对叔胺/卤代烃烷基化合成离子液体过程的影响规律。结果表明,烷基碳链越长,合成速率越慢;卤代烷烃的卤元素电负性越大,离子液体合成速率越快,如BuI>BuBr>BuCl;叔胺的碱性对合成速率也有较大影响,比如[C4py]Br合成速率远小于[C4mim]Br,其速率常数分别0.047和0.807(mol/L)-1·h-1。