EMIM-FSI抗静电剂 | 离子液体在稀土元素萃取中的应用
发布人：管理员 发布时间：2025-05-06 浏览次数：11
离子液体全称为室温离子液体（room temperature ionic liquids），是由有机阳离子与无机或有机阴离子组成的一类在室温或相近温度下呈液体状态的盐类。它展现出独特的物理、化学性质及特有的功能，是一类值得研究发展的新型的“软”功能材料或介质。
离子液体是从传统的高温熔盐演变而来的，但与一般的离子化合物有着很大的不同，常规的离子化合物只有在高温状态下才能变成液态，而离子液体在室温附近很大的温度范围内均为液态，有的离子液体的凝固点甚至接近零下100℃。
此外，离子液体的结构具有更大的可设计性，可以通过修饰或调变阴阳离子的结构或种类来调控离子液体的物理化学性质，以满足特定的应用需求。离子液体与传统的有机溶剂相比，具有许多独特的优点，在室温条件下蒸气压低、不易燃、物理和化学稳定性良好、液体状态温度范围宽，消除了有机化合物挥发对环境的污染。由于优越的性能，离子液体与超临界CO2及双氧水被称为21世纪化工的三大绿色溶剂。
离子液体已经被广泛用于电化学、材料制备、催化和萃取分离等领域。其中，离子液体在金属离子萃取分离领域的应用是一个十分重要的部分。传统的液-液萃取使用一些挥发性和易燃性的有机溶剂作为有机相，造成了一定的环境污染。离子液体作为一种绿色清洁的疏水性溶剂，取代传统的挥发性有机溶剂作为萃取剂，不但解决了环境问题，而且它的萃取效率和选择性都很高。
Dai 等以冠醚DCH-18C6为萃取剂实现了对锶的萃取，表明离子液体萃取金属离子具有重要的应用价值。Rogers等在以离子液体为萃取相萃取过渡金属及有毒重金属离子等方面做了许多研究工作。另外，离子液体在稀土萃取方面的应用正逐渐受到重视。Nakashima等研究了以离子液体［C4min］［NTf2］为溶剂，以HTTA为萃取剂，萃取Eu3＋、Nd3＋等金属离子的阴离子交换机理。
研究发现，萃合物并不是中性复合物Ln（TTA）3（H2O）n或Ln（TTA）3（HTTA），而是Ln（TTA）4与离子液体中的阴离子 NTf2进行离子交换而进入离子液体，NTf2被置换到水相中。又对该体系下的反萃性进行了研究。研究发现，萃取后的离子液体相与0.01～0.1mol／LHNTf2溶液接触，Ln（TTA）4可以被NTf2重新交换出来。
陈继等和纪杨对离子液体在稀土萃取中的应用进行了较为系统的研究。以二（2-乙基已基）磷酸酯（P204），2-乙基已基磷酸单-2-乙基已基酯（P507）和双（2,4,4-三甲基戊基）磷酸（Cyanex272）阴离子作为抗衡离子，合成了一系列阴离子功能化的离子液体，这类离子液体是由季铵盐阳离子和羧酸类阴离子构成的，具有可与金属离子络合的官能团，有着比传统萃取剂更强的萃取能力和选择性。并用其中一种双功能化的离子液体［A336］［P204］为萃取剂，研究了对Eu（III）的萃取。
结果表明：［A336］［P204］对Eu（III）有较好的萃取分离效果，这主要是功能化的阴阳离子相互之间的协同作用引起的；在环已烷和氯仿为稀释剂的萃取过程［A336］［P204］与Eu（III）是以3：1的方式结合的，在硝酸存在的酸性条件能够实现 Eu（III）的很好的剥离，整个萃取过程的机理是离子协同机理。
Rout等研究了三种新任务专一型离子液体（task-specific ionic liquids，TSILs）及其在硝酸体系下对稀土离子的萃取性能。结果表明：该体系对重稀土元素的萃取效果优于对轻稀土元素的萃取效果；具有配位阴离子的TSILs的阳离子对萃取性能有直接的影响，通过选择合适的阳离子可以调节其对金属离子的萃取能力和选择性。
总体上，现在研究功能性离子液体萃取稀土元素的报道还不多，使用离子液体进行稀土萃取的研究还仅仅是开始。离子液体可以通过改变阴阳离子来进行分子设计从而适应不同的体系，这是特别有利于分离过程的。同时由于离子液体的低挥发性、低溶解性，可以将经济因素和环境因素结合于一体而实现真正意义上的可持续发展。
对于离子液体而言，它的萃取行为在很多方面和传统的萃取剂极为相似，在很多情况下萃取的分配行为也有随pH 摆动的现象，这对于萃取后的反萃是极为有利的。随着环境的压力加大，离子液体在稀土元素的分离中必将得到越来越多的重视和应用。
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