离子液体为化工过程绿色化、低碳化提供了新机遇，是最具应用潜力的科技创新增长点之一。研究组以离子液体绿色介质和材料为核心，以气体分离和高效转化等过程节能减排为目标，构建了离子液体分子热力学-流动传递-系统集成的跨尺度研发体系，取得如下成果：1）发现了离子液体特殊结构和多重作用所形成独特的“离子微环境”的科学本质，揭示了其对热力学性质和流动-传递规律的影响机制；开发了基于量化参数的离子片热力学预测模型及软件，填补了商用软件空白；提出了考虑多因素的离子液体设计新方法，形成了化工反应和分离过程的共性科学基础；2）提出了阴阳离子功能位点靶向作用与纳微界面传质速率协同强化的分离新策略，突破了气体小分子精准识别、结构相似物分离、高粘液体传质及流动等难题，发明了离子液膜强化的关键装备及离子液体原位再生绿色分离新技术，成功用于碳捕集、氨分离等工业过程；3）提出了离子液体介导的高能环氧分子诱导CO₂温和活化新途径，及电场作用下CO₂转化新机制，突破了气泡分布-界面传质-多反应路径精准匹配难题，开发了离子微环境协同催化CO₂反应器及电催化电解新器件等技术，建成了多套工业装置。上述研究形成了离子液体工业应用的系统理论和方法，推动了离子液体在低碳绿色变革技术发展。