功能性离子液体在金属萃取分离中的研究进展.pdf

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1、第32卷第7期应用化学Vo1．32Iss．72015年7月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYJuly2015g$综合评述功能性离子液体在金属萃取分离中的研究进展王威，陈继刘红召杨华玲曹耀华高照国张博(。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所郑州450006；河南省黄金资源综合利用重点实验室郑州450006；中国科学院长春应用化学研究所长春130022；南通大学化学与化学工程学院江苏南通226019)摘要近年来，离子液体在金属萃取领域的研究受到广泛关注，主要集中在两个方面，一是疏水性离

2、子液体作为“绿色”溶剂用于金属离子萃取；二是带有官能团的功能性离子液体作为萃取剂用于金属离子萃取，其中，后者是目前研究的热点。本文主要对近年来功能性离子液体萃取分离放射性金属、重金属和稀土金属等研究进行综述，并对其未来发展进行了展望。关键词功能性离子液体；萃取；金属离子中图分类号：0658．2文献标识码：A文章编号：1000-0518(2015)07-0733—10DOI：10．11944／j．issn．1000-0518．2015．07．140441由于具有宽液程、低蒸汽压、物化性质可调、电化学窗口宽、导电性

3、良好和热稳定性高等特殊性质，离子液体与超临界流体及双水相被公认为三大绿色溶剂[1-2]。作为“绿色”溶剂，离子液体已经被广泛用于诸多领域剖，其中一个重要研究方向是离子液体在金属萃取分离中的应用。1999年，Dai等最早进行了离子液体在金属离子萃取方面的研究。研究结果表明，以1一乙基一3一甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亚胺(EtMelmTf2N)为溶剂，二环己基18冠6(DCH18C6)萃取sr的分配比(D)比传统有机溶剂甲苯和氯仿高出4个数量级。该报道引起了人们研究离子液体在金属萃取领域应用的兴趣。离子液体在金属

4、萃取领域的研究主要集中在两个方面，一是疏水性离子液体作为“绿色”溶剂用于金属离子萃取；二是带有官能团的功能性离子液体(taskspecificionicliquids)作为萃取剂用于金属离子萃取。其中，功能性离子液体作为一种特殊的离子液体，在金属萃取领域受到越来越多的关注。功能性离子液体是指在离子液体的阴、阳离子上带有官能团的一类离子液体，这类特殊的离子液体不仅具有离子液体自身的性质，还带有官能团的性质，是目前离子液体发展的一个重要方向。早在2001年，Rogers等报道了一类含有硫脲官能团的离子液体，并且研究

5、了该类离子液体对Hg和cd的萃取性能。研究结果表明，该类离子液体对Hg和cd具有较高的萃取能力，引起人们的广泛关注，也揭开了人们研究功能性离子液体萃取金属领域的序幕。近年来，部分科研工作者对离子液体在金属萃取领域的研究进行了综述，如：孙晓琦等系统评述了离子液体萃取金属离子的分配规律、萃取机理、缺陷，并展望了离子液体在环境分析化学领域的应用前景；Liu等¨对离子液体在稀土绿色分离领域的研究进行了评述，Sun等¨对离子液体在核燃料循环利用方面的研究就行了总结；陈仁坦等¨对离子液体在重金属萃取中的应用进行了综述。本文

6、主要就近年来国内外关于功能性离子液体在金属萃取分离领域的研究进展进行了评述，并对其在该领域的发展进行展望。1离子液体在萃取放射性金属方面的应用2002，Allen研究了离子液体的抗辐射性能，研究结果表明，相比于传统有机溶剂，离子液体具有较好的抗辐射性。关于离子液体萃取分离放射性金属元素的研究很多，但主要集中在离子液体做溶剂方面的研究，而功能性离子液体在萃取分离放射性金属元素的报道较少。2006年，Ouadi等”报道了2014—12-22收稿，2015-04-08修回，2015-05-06接受中国地质调查项目科[

7、2013]01-039-001，青年科学基金项目(21401110)，稀土资源利用国家重点实验室开放课题(RERU2014016)资助通讯联系人：王威，助理研究员；Tel／Fax：0371~8632015；E—mail：wangwei4034@163．corn；研究方向：金属矿资源综合利用734应用化学第32卷一类含2一羟基苄胺的功能性离子液体(离子液体结构如图1所示)，并研究了他们萃取放射性元素Am的性质，实验结果表明该类功能性离子液体能够萃取Am，萃取机理为阳离子交换机理(萃取机理如方程1所示)，并且负载有

8、机相中的Am可以用酸性溶液进行反萃，反萃率达99％以上。～@一XXN(CF3SO2)2／PF6图1功能性离子液体1．(2-羟基苯甲氨基)丙基-3．丙基一咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亚胺和1．(2-羟基苯甲氨基)丙基．3丙基．咪唑六氟磷酸结构Fig．1Thestructureoftaskspecificionicliquids[1-(2-hydroxyphenyl—methylamino)p