我国石油资源缺少,是以煤炭为主要能源的国家。但是目前煤利用主要以燃烧为主,这样不仅污染环境而且浪费严重。因此,煤炭液化无论对于能源安全还是环境保护都具有重要意义。煤炭的直接液化通常是在高温(>400℃)、高压(6-10MPa)条件下进行,这就需要很高的能量,并且对液化设备要求较高。为了降低液化成本,我们必须寻找更加简易、廉价的煤炭液化工艺,寻找能够代替高温高压的反应条件。煤炭的电解加氢液化是一种新的煤炭液化方法,它是利用电场势能代替高温和高压的条件,同时加入加氢催化剂,将煤炭与供氢溶剂混合,从而使煤炭在阴极催化电极上被加氢还原。它具有操作条件温和,设备要求简单,经济成本低的优点。本论文将离子液体应用于煤电解液化加氢,主要致力于提高煤加氢液化电流、液化率。首先,用离子液体对煤进行预处理来改变煤的结构。在众多选取的预处理溶剂中,1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl)展现出对煤最好的萃取和溶胀性能。在90℃混合2小时,[Bmim]Cl对煤样的萃取率达到18.51%溶胀度达到1.73,这两个数据均为选取溶剂中最高的。[Bmim]Cl在优化温度下对煤样预处理,然后由扫描电镜、气相色谱、红外光谱和线性扫描曲线来表征。结果显示,煤中的一些作用力被破坏,形成了疏松的堆叠结构。此外,本文提出了离子液体对煤预处理的作用机理。其次,利用电沉积法制备了Cu/Ni-W-B催化电极,并用于煤的电解还原反应。用X射线衍射、电感耦合等离子体原子发射光谱和线性扫描曲线对催化电极进行了表征。结果显示Ni-W-B催化剂为典型的非晶态合金结构,其中Ni,W和B在催化剂中的原子百分比分别为59.21%,17.47%和23.32%。在Na OH+H2O+四丁基溴化铵的混合体系中,利用催化电极对预处理后的煤在-1.7 V电解24 h后,液化率达到57.6%,其中油、沥青和前沥青含量分别为20.6%、9.8%和27.2%。对煤的电解液化的机理做了初步研究:红外光谱和核磁氢谱结果显示在电解过程中活性H*和煤中的官能团如C=O、-C-O-、C=C等反应,不饱和键被还原,桥键如-CH2-CH2-被打破,此外,部分芳香环发生了开环反应。最后,本文制备了负载离子液体的Ni B非晶态合金催化剂(IL-Ni B),并用于煤的还原加氢反应。对催化剂做了扫描电镜、红外光谱和X射线光电子能谱表征。结果显示催化剂很好地分散在了Si O2基底上。离子液体的加入促进了催化剂中电子由B向Ni的转移,从而形成了B缺电子Ni富电子有利于加氢反应进行的电子结构。线性扫描测试结果显示,IL-Ni B催化剂相比于Ni B催化剂增大了煤在电极上还原电流,这可能归因于离子液体牢固的负载在了催化剂表面,起到阻碍纳米颗粒团聚和氧化的作用,从而提高其催化活性。