離子液體種類繁多，改變陽離子和陰離子的不同組合，可以設計合成出不同的離子液體。一般陽離子為有機成分，并根據陽離子的不同來分類。離子液體中常見的陽離子類型有烷基銨陽離子、烷基钅翁陽離子、N- 烷基吡啶陽離子和N, N’- 二烷基咪唑陽離子等，其中最常見的為N,N’ - 二烷基咪唑陽離子。離子液體合成大體上有兩種基本方法：直接合成法和兩步合成法。

直接合成法
就是通過酸堿中和反應或季銨化反應一步合成離子液體，操作經濟簡便，沒有副產物，產品易純化。例如硝基乙胺離子液體就是由乙胺的水溶液與硝酸中和反應制備。具體制備過程是：中和反應后真空除去多余的水，為了確保離子液體的純凈，再將其溶解在乙腈或四氫呋喃等有機溶劑中，用活性炭處理，最后真空除去有機溶劑得到產物離子液體。最近，Hirao等用此法合成了一系列不同陽離子的四氟硼酸鹽離子液體。另外通過季銨化反應也可以一步制備出多種離子液體，如1-丁基-3-甲基咪唑钅翁鹽、Cl等。

兩步合成法
如果直接法難以得到目標離子液體，就必須使用兩步合成法。首先通過季銨化反應制備出含目標陽離子的鹵鹽( X型離子液體) ；然后用目標陰離子Y-置換出X-離子或加入Lewis酸MXy來得到目標離子液體。在第二步反應中，使用金屬鹽MY(常用的是AgY或NH4Y)時，產生AgX沉淀或NH3、HX氣體而容易除去；加入強質子酸HY，反應要求在低溫攪拌條件下進行，然后多次水洗至中性，用有機溶劑提取離子液體，最后真空除去有機溶劑得到純凈的離子液體。應特別注意的是：在用目標陰離子(Y-)交換X-陰離子的過程中，必須盡可能地使反應進行*，確保沒有X-陰離子留在目標離子液體中，因為離子液體的純度對于其應用和物理化學特性的表征至關重要。高純度二元離子液體的合成通常是在離子交換器中利用離子交換樹脂通過陰離子交換來制備。另外直接將Lewis酸(MXy )與鹵鹽結合，可制備型離子液體，如氯鋁酸鹽離子液體的制備就是利用這個方法。

芐基離子液體

烷基咪唑離子液體

烷基咪唑溴鹽離子液體修飾磁性納米材料

化學鍵聯硅膠負載磷鎢酸離子液體

金-鉑納米粒子(Au-PtNPs)負載離子液體

分子篩KIT-5負載離子液體

納米六方氮化硼負載離子液體

分子篩SBA-15負載離子液體

氧化石墨烯負載吡啶基堿性離子液體

離子液體負載環糊精磁性納米材料

多孔樹脂負載氨基酸離子液體

硅基負載型離子液體

羥基離子液體

鐵基離子液體

銅基離子液體

銅鐵二元復合離子液體Cu-Fe-IL

脲基功能化咪唑離子液體

氰基功能化離子液體

咪唑基 ILs修飾IRMOF-1

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽 咪唑基 ILs修飾CuBTC

咪唑基 ILs修飾ZIF-8

咪唑基 ILs修飾ZIF-67

咪唑基 ILs修飾UiO-66

咪唑基 ILs修飾MIL-88B(Fe)

咪唑基 ILs修飾MIL-101

N-甲基-2-吡咯烷甲基磺酸鹽ILs修飾MIL-101(Cr)

1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽ILs修飾MIL-101(Cr)

1-丁基-3甲基咪唑氯化物ILs修飾MIL-101(Cr)

咪唑類離子液體化學接枝修飾多壁碳納米管

含磷離子液體/石墨烯環氧復合材料

羧基功能化離子液體表面修飾TiO2納米微粒

咪唑離子液體功能化的杯四芳烴

冠醚功能化咪唑離子液體

納米金-離子液體功能化有序介孔碳

離子液體功能化氮化碳C3N4納米片

離子液體共價鍵功能化氧化石墨烯

聚硅氧烷鍵合離子液體 ([PSOMIm][NTf2])

聚醚離子液體

咪唑基離子液體改性水性聚氨酯

離子液體[Bmim]Cl改性PVDF膜

離子液體改性聚乳酸共混物

離子液體改性聚氨酯

聚乙二醇PEG基功能化離子液體

酸性離子液體功能化MCM-36分子篩

離子液體功能化的Ti-MCM-41介孔材料

離子液體功能化石墨烯/碳納米管(G-IL/CNTs)

咪唑基離子液體功能化聚氨酯/多壁碳納米管復合材料 (PUIL/MWNT)

聚合離子液體功能化聚吡咯納米管

離子液體功能化石墨烯復合材料

離子液體功能化的石墨烯/碳納米管(G-IL/CNTs)

離子液體功能化碳納米管負載金-鉑納米粒子

金-鉑納米粒子(Au-PtNPs)負載到離子液體功能化的碳納米管(MWCNTs-IL)

三維氨基離子液體功能化石墨烯負載鈀基復合氣凝膠

熒光離子液體功能化的碳納米管

納米金-離子液體功能化有序介孔碳復合材料

聚醚型離子液體改性聚丙烯

碳鏈型聚合物負載離子液體

聚苯乙烯負載離子液體

聚苯硫醚負載離子液體

聚氯乙烯負載離子液體

1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體

氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體([AMIM] Cl)

1,3-二甲基咪唑乙酸鹽([Cmim][CHCOO])羧酸根陰離子型功能化離子液體

1,3-二甲基咪唑羥基乙酸鹽([Cmim][HOCHCOO])羧酸根陰離子型功能化離子液體

陰離子功能化1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體

烯丙基/乙烯基功能化離子液體

親水性離子液體四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑

疏水性離子液體PF6(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽)

疏水性離子液體PF6(1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽)

疏水性離子液體1-辛基-3-甲基咪唑一六氟磷酸鹽

離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽

離子液體氯化1-丁基-3-甲基咪唑鹽

N-甲基-3-丁基咪唑溴鹽(n-MBZBr)離子液體

室溫離子液體1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸鹽