PEG功能化離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)及萃取性能研究.pdf

1、離子液體具有許多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，例如蒸氣壓極低，熱穩(wěn)定好，溶解能力強(qiáng)等，已廣泛應(yīng)用于燃料電池、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和復(fù)合材料等領(lǐng)域。作為“綠色”溶劑，離子液體替代傳統(tǒng)揮發(fā)性有機(jī)溶劑，在萃取分離領(lǐng)域也已得到廣泛應(yīng)用。但是，仍然有不少問題需要去研究，例如大多數(shù)金屬離子萃取過程中需要使用萃取劑、目標(biāo)萃取物的回收和離子液體的循環(huán)使用等。作為國家自然科學(xué)基金資助課題(No.21273062)研究工作的一部分，本文設(shè)計(jì)合成了一類新型PEG功能化的離子液

2、體，研究了這些功能化離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)及其在萃取分離方面的應(yīng)用，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　1.合成了5種PEG功能化離子液體:[PEG200(mim)2][Tf2N]2、[PEG400(mim)2][Tf2N]2、[PEG600(mim)2][Tf2N]2、[PEG800(mim)2][Tf2N]2、[PEG1000(mim)2][Tf2N]2，測(cè)定了這些離子液體在298.15K至348.15K溫度范圍內(nèi)的密度、粘度、電

3、導(dǎo)率等基本物理化學(xué)性質(zhì)，考察了這些性質(zhì)隨溫度的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著溫度的升高，離子液體的密度稍有降低，離子液體的粘度明顯降低，而電導(dǎo)率卻顯著增加。離子液體的密度隨溫度的變化可以用Tait方程來描述;而離子液體的粘度和電導(dǎo)率更適合用VFT方程描述。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)方程，計(jì)算了離子液體的摩爾體積Vm、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵S°和晶格能UPOT。根據(jù)Walden方程，討論了離子液體的離子性。
　　2.系統(tǒng)地研究了PEG功能化離子液體對(duì)稀土金屬離子的

4、萃取性能，考察了相體積比、平衡時(shí)間、水相pH值、溫度等因素對(duì)稀土金屬離子萃取性能的影響。結(jié)果表明:在優(yōu)化的條件下，功能化離子液體對(duì)Sc(Ⅲ)，La(Ⅲ)，Ce(Ⅲ)，Y(Ⅲ)，Nd(Ⅲ)，Sm(Ⅲ)，Gd(Ⅲ)，Dy(Ⅲ)，Ho(Ⅲ)，Yb(Ⅲ)和Lu(Ⅲ)等十一種稀土金屬離子的一次萃取率就可達(dá)到96.8％以上。萃取之后，使用草酸作為反萃劑，可以使金屬離子從離子液體相中反萃出來，實(shí)現(xiàn)離子液體的再生和循環(huán)使用;金屬離子與離子液體陽離子PE