离子液体在金属离子的溶剂萃取中的应用

溶剂萃取是一个根据组成在两个不相溶的液相中的溶解性的不同而使两种
或多种组成相分离的过程。在湿法冶金中用萃取法从溶液中分离出金属离子是一种重要的方法。稳定性好,具有非挥发性,广泛的液体范围,可燃性低,可调节的混溶性和极性以及决定于阴阳离子结构的亲水性和疏水性等性质使得离子液体作为一种可以从溶液中用液–液萃取法萃取金属离子的可替代的介质更具有一种吸引力。

DAI等人[29]用二环己基-18-冠醚-6(DCH18C6)作为萃取剂和双(三氟甲烷-黄酰亚胺)作为溶剂从水溶液中萃取出Sr(NO3)2,并观察得到了较大的分配系数值。CHUN等[30]人从CnmimPF6(n=4-9)水溶液中萃取活泼金属,并测得其萃取率较低。当加入萃取剂DCH18C6时,出现高萃取率。选择性顺序为:K+>Rb+>Sd+Cs+>Na+≥Li+。ROGERS等人已将硝酸钠,硝酸铯以及硝酸锶从水溶液中萃取到CnmimPF6的DCH18C6和4,4’(5’)-二叔丁基环己烷-18-冠醚-6(Dtb18C6)中。研究发现,Dtb18C6的萃取率是最高的并且选择性顺序为:Sr+>Cs+>Na+。在含有冠醚[30],杯芳烃[31],双硫腙[32]等额外的萃取剂时[33-60],由于金属阳离子趋向于保留在水相,故将金属离子从水相萃取至离子液体中是低效的。这些物种形成配合物显著地增强了金属离子的分离效果。许多研究工作关注于碱金属的萃取与分离[30-31,38-39],碱金属萃取重金属[29,37-39,41-42],重金属和放射性金属[32-33,36-37,42-49]以及稀土金属[43-60]的萃取与分离。ZHAO等人[35]和CHEN等人[57]已经审查了这个领域的部分工作。表二给出了近年来离子液体萃取金属离子的进展情况,具体包括:碱金属,碱土金属,重金属,放射性金属以及稀有元素。

为了改善金属离子的选择性和溶解性,过去常用的方法包括一种在离子液体结构中名为特定功能化离子液体的金属离子结扎官能团。功能化离子液体在疏水性溶剂和萃取剂中起着双重作用。VISSER等人[36-37]介绍了离子液体的新的硫脲,尿素以及硫醚衍生物。这种离子液体被设计成可以萃取Hg2+和 Cd2+等重金属离子,并且CHEN等人用相同的方法对稀土金属进行萃取和分离[56-57]。
上述的研究成果表明离子液体作为一种可替代溶剂来取代液-液萃取金属离子中所用的传统有机溶剂是很有可能实现的,并且可能为有效处理材料的发展提供可能性。

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