[发明专利]一种离子液体水体系中金属离子有效去除的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体水体系中金属离子有效去除的方法，所述方法包括：将含金属离子杂质的离子液体水溶液引入填有吸附剂的吸附塔进行金属离子的去除，流出液经高温减压蒸馏实现离子液体的脱水至水分合格，吸附饱和后的吸附塔通入解吸液稀盐酸进行再生和循环利用，实现金属离子的分离和离子液体的回收。本发明提供的离子液体水体系中无机金属离子分离的方法，避免了体系中离子液体的损失，回收效率高，适用于不同离子液体水体系，具有较强的普适性和工业应用前景。

技术领域

本发明涉及离子液体回收处理技术领域，尤其涉及一种离子液体水体系中杂质金属离子分离的方法。

背景技术

近年来，离子液体以其优良的物化性质，如极性强、不挥发、结构可设计等优点受到了广泛的关注，其作为绿色溶剂和催化剂等在工业中应用广泛，包括离子液体作为溶剂萃取分离碱/碱土金属、回收正丁醇、提纯牛磺酸等。此外，离子液体作为溶剂在纤维素的溶解过程中也有良好的应用，但是在离子液体溶解纤维素过程中，会伴随着微量纤维素降解的现象，而且由于纤维素中含有一些杂质离子，在离子液体溶解纺丝工艺的牵伸、水洗工序得到的离子液体水溶液中会不可避免地引入杂质离子(Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等)。由于杂质离子在凝固浴和水洗浴中的不断累积，并且部分进入到再生纤维中，严重影响了再生纤维的性能及离子液体的循环利用。因此，离子液体水溶液中杂质离子的去除和离子液体的回收利用是一个亟待解决的工程问题，对资源的综合利用具有十分重要的意义。

目前公开的材料中已有离子液体的回收相关专利，以下列举几个已报道的专利进行详细说明：CN202011324962.4提供一种离子液体体系中杂质离子的脱除方法，以装填纤维素-壳聚糖微球的净化装置吸附离子液体水溶液中的重金属离子Fe³⁺和Cu²⁺，但未涉及到碱金属离子Na⁺、K⁺和碱土金属Ca²⁺、Mg²⁺的去除及后续离子液体的回收。CN101503866提供了一种以离子液体为溶剂的再生纤维素纤维制备中溶剂的回收方法，离子液体溶液经过滤、反渗透和减压蒸馏，得到水含量小于2％的离子液体。CN101664612公开了一种提纯分离离子液体和水的方法，以糖为添加剂实现离子液体和水的分相，后续通过梯度结晶分离离子液体和糖。

综上所述，在现有的离子液体回收处理工艺中，通常未综合考虑离子液体中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等金属离子的去除和离子液体的后续回收，因此开发一种具有高效率、低能耗、易操作的离子液体水体系中离子液体回收的工艺方法，实现离子液体的回收利用，具有重要的经济价值和研究意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种离子液体水体系中金属离子有效去除的方法，该方法既能有效去除离子液体水体系中的Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等杂质金属离子，又避免了体系中离子液体的损失，适用于不同离子液体水体系，具有较强的普适性和工业应用前景。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：将含金属离子杂质的离子液体水溶液引入填有离子吸附剂的吸附塔进行金属离子的去除，流出液经高温减压蒸馏实现离子液体的脱水至水分合格，吸附饱和后的吸附塔通入解吸液稀盐酸进行再生和循环利用。

优选地，离子液体为烷基咪唑盐、烷基吡啶盐、烷基季胺盐以及烷基季磷盐中的一种或多种，其中烷基的碳数为1～10。