[发明专利]3-过氧苯甲酸-1-甲基咪唑氯盐及其制备和应用

说明书

本发明公开了3‑过氧苯甲酸‑1‑甲基咪唑氯盐及其制备和应用。所述3‑过氧苯甲酸‑1‑甲基咪唑氯盐是一种离子液体，其结构如下所示。本发明提供了所述3‑过氧苯甲酸‑1‑甲基咪唑氯盐作为金属浸出剂的应用，其突破了传统冶金行业使用有毒贵金属浸出剂的缺点，具有高效、绿色环保、可持续的优点。

(一)技术领域

本发明涉及一种新型的离子液体——3-过氧苯甲酸-1-甲基咪唑氯盐及其制备和应用。

(二)背景技术

贵金属性质稳定、导电性好，被广泛地应用于首饰、货币、电子信息、航空航天和化工等领域，是现代工业和科技发展过程中不可或缺的重要资源。

贵金属在地壳中含量甚少，而且很分散、矿石中品位低、成份复杂,因而提取工艺长,成本高、致使价格昂贵。贵金属稀少昂贵,含贵金属的各种废料,其回收价值高于一般金属,因而越来越受人们重视,并称为“贵金属二次资源”。据统计，每年产生的电子废弃物和废催化剂中都含有大量难以回收的贵金属。据联合国大学等机构预测2021年全球产生的电子垃圾总量将增至5220万吨，所含贵金属价值超过700亿美元，但仅有20％被回收，只有少部分被回收，造成巨大的资源浪费。因此，高效、绿色地从废弃资源中回收贵金属不仅具有巨大的经济价值，更是我国坚持可持续发展道路必须和急需解决的一个难题。

在自然界，贵金属普遍存在于矿石中，冶炼的方法大致可分为物理冶金和化学冶金两大类，但是物理冶金方法只适用于高品位矿石，提取效率低。目前矿石品味普遍较低，难处理金矿石多，所以贵金属冶炼的方法以化学方法为主。化学法中较为成熟的有氰化法。

氰化法是目前回收贵金属最成熟，应用最广泛的方法：利用CN-与Au形成稳定的[Au(CN)₂]络合物，从而高效地提取Au，但剧毒氰化物对环境污染以及对人体有巨大危害。

近年来替代氰化法的研究越来越多，但是都有不同的弊端。

氯化法：利用王水、氯气、次氯酸等与贵金属形成氯化物浸出贵金属。该方法操作简单，浸出速度快，但是王水等试剂对设备和环境仍有严重危害，氯气也有剧毒。

硫代硫酸盐法：贵金属与硫代硫酸盐形成稳定的阴离子络合物而浸出。该方法所使用试剂无毒，但是浸出率低、速率慢，而且必须在碱性条件下进行，废液处理难度大。

硫脲法：以Fe³⁺作为催化剂，使贵金属与硫脲形成阳离子络合物而浸处。该方法条件温和，对贱金属不敏感，但是需要酸性条件，体系复杂，效率低，硫脲不稳定且价格昂贵，生产成本高。

由此可见，至今仍没有一种简便、高效和环保的方法来提取和回收贵金属。

离子液体(或称离子性液体)是指全部由离子组成的液体，在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等，但倾向于简称离子液体，不存在电中性分子，蒸汽压几乎为零，是一类环境友好型试剂，可以作为许多有机物、高分子材料、无机物的溶剂，被认为是传统有机溶剂的良好替代品。

离子液体已在金属离子萃取方面有了深入的研究和广泛的应用。Obliosaca等人用[Bmim][C₁₂H₂₅OSO₃](1-丁基-3-甲基咪唑十二烷基硫酸盐)制备并稳定各向异性的金纳米晶体(AuNC)。发现在金颗粒表面首先形成一层阳离子层，阴离子通过静电力再形成第二层阴离子层，并且丁基和十二烷基之间存在范德华力，构成二次稳定，进一步保障了AuNC的稳定。

现有研究表明：1)离子液体与金属纳米颗粒之间有较强的相互作用；2)目前公认离子液体对金属纳米颗粒可以起到稳定作用。因此，虽然离子液体是一类理想的环境友好溶剂，但是利用其研究贵金属的溶解与回收似乎有些“南辕北辙”。