[发明专利]一种苯氧基双羧酸型功能化离子液体的制备及应用

说明书

本发明涉及有价金属回收技术领域，公开了一种苯氧基双羧酸型功能化离子液体，通过苯氧基双羧酸与所述氯化三己基(十四烷基)氯化鏻的离子交换和中和反应制备出功能化离子液体，苯氧基双羧酸型功能化离子液体用于选择性回收有价金属。在本发明合成的苯氧基双羧酸型功能化离子液体，这些离子液体显示出良好的理化性质，例如高热稳定性，疏水性，良好的萃取能力和选择性等，尤其是该类离子液体可以通过氯化钠溶液洗涤除去共萃取的杂质金属离子，提高其金属选择性。

技术领域

本发明涉及有价金属回收技术领域，特别涉及一种苯氧基二羧酸型功能化离子液体。

背景技术

金属在现代工业中具有重要意义，越来越多的国家对稀土(RE)，钴(Co)和镁(Mg)等原材料给予了足够的重视。考虑到国内需求的增加，资源储量的急剧下降以及采矿带来的环境问题，中国作为最大的供应国严格限制了稀土的出口配额，因此寻找新的金属来源以应对资源短缺的问题甚为必要，其中，废物回收被认为是一种有效的方法。但是，由于含金属废物的成分复杂，金属之间的分离是必不可少的过程。例如，永磁材料中钴(Co，II)和铜(Cu，II)的分离，灯荧光粉废料中铕(Eu，III)和锌(Zn，II)的分离，以及镍氢电池中镧(La，III)和镍(Ni，II)的分离等。

液液萃取是分离和回收金属离子的常用方法，它具有操作简单，选择性好等优点。然而，有机稀释剂在传统的液液萃取中的应用中存在毒性和可燃性的不确定因素。基于安全和环境方面的考虑，离子液体(ILs)被认为是传统萃取系统的有效替代溶剂或萃取剂。通常，ILs是液态(在室温或接近室温)的熔融盐，除了用于萃取外，由于具有很多优异的性能(如高热稳定性，可混溶性，粘度可调，蒸气压低和不可燃性等)，ILs还广泛用于有机合成，催化，吸附和解吸附等过程。

许多通过改变阴离子和阳离子类型而设计的双功能离子液体已经成功用于萃取和分离金属离子。这种液体材料通常通过优化阴离子和阳离子的理化性质而表现出优异的萃取性能。由于相对便宜的生产成本，三己基(十四烷基)氯化鏻(CyphosIL101，[P_6,6,6,14]Cl)已经工业化生产并用于液液萃取工艺中。另外，[P_6,6,6,14]Cl的溶解度低，可以避免形成有毒的水溶液污染环境。金属离子分离中常用酸性萃取剂(包括磷酸和羧酸)，为了消除酸性萃取剂的二聚体，提高萃取效率，在实际应用中需要皂化。在我们以前的工作中，去质子萃取剂和有机阳离子的结合被认为是酸性萃取剂皂化的一种新形式，即IL-型皂化，与原始萃取剂相比，所形成的双官能离子液体的萃取性能得到了显著提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苯氧基双羧酸型功能化离子液体，以解决有机稀释剂在传统液液萃取中产生毒性和可燃性等不安全因素达到绿色萃取和反萃的目的。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明包括苯氧基双羧酸与氯化三己基(十四烷基)氯化鏻，所述苯氧基双羧酸与所述氯化三己基(十四烷基)氯化鏻通过离子交换和中和反应制备出功能化离子液体，所述的苯氧基双羧酸，其结构式为如下：

m选自1-7中的整数；

n选自1-7中的整数，

所述的功能化离子液体，其结构式如下：

进一步的，所述苯氧基双羧酸的结构式有8种，包括以下：

当m＝1，n＝1时，羧酸的结构如下：

并命名为H₂PPBPA,

当m＝2，n＝2时，羧酸的结构如下：

并命名为H₂PPBBA，

当m＝3，n＝3时，羧酸的结构如下，