离子液体又称室温离子液体或室温熔融盐，是完全由特定的阳离子和阴离子构成的，其熔点一般都在100℃以下。离子液体具有很多传统溶剂和电解质不能比拟的突出优点，如低沸点；可忽略的蒸气压；高的热稳定性和化学稳定性；优良的溶解性能；优异的电化学特性以及易回收，可设计等。这些异于传统有机溶剂的优点使离子液体在核工业中萃取分离放射性核素方面展现出了广阔的应用前景。其中，考虑到铀资源的短缺和环境问题，对铀的分离回收是一个重要方面。本论文以两种常见的憎水性咪唑离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[C₄mim][PF₆]）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐（[C₄mim][NTf₂]）为稀释剂,研究了对铀的萃取分离及相关机理，结果显示离子液体用于萃取分离铀具有潜在的应用可行性。论文第一章首先介绍了本论文的研究意义；简述了离子液体的概念，分类，性质及应用,然后对离子液体在各领域的应用现状及用于萃取分离金属离子的研究方面进行了综述；最后提出了论文的选题意义及研究目标，同时简单介绍了一下几种萃取剂。论文第二章系统研究了吡啶二酰胺/离子液体体系对铀酰离子的溶剂萃取行为。本章以较为常见的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[C₄mim][PF₆]）离子液体为稀释剂，研究了N,N’-二乙基-N,N’-二对甲苯基吡啶二酰胺（Et（p）TDPA）对硝酸介质中铀酰离子(UO₂²⁺)的萃取行为。考查了振荡时间、相比、萃取剂浓度、硝酸浓度及硝酸钠浓度等对萃取的影响。通过紫外-可见光谱测定和传统的斜率分析方法推断了相应的萃取机理。实验结果表明，Et（p）TDPA/[C₄mim][PF₆]体系对UO₂²⁺的萃取速度很快，振荡1分钟即可达到萃取平衡。萃取剂浓度对萃取影响显著，随萃取剂浓度增加，UO₂²⁺在离子液体相的分配显著增加。其中当萃取剂浓度为0.3mol/L，水相硝酸浓度为3mol/L时，萃取分配比大于100。相比之下，硝酸和硝酸钠浓度对萃取几乎无影响。对一系列萃取平衡数据取对数作斜率分析，发现萃合物中UO₂²⁺与Et（p）TDPA的摩尔比为2:3，NO₃-未参与萃取过程。此外，通过紫外-可见光谱测定发现随着水相UO₂²⁺浓度的减少，水相[C₄mim]⁺浓度线性增加，表明萃取过程为阳离子交换模式。论文第三章研究了正三辛基氧膦/离子液体体系对铀酰离子的溶剂萃取行为。本章以1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐离子液体为稀释剂，研究了正三辛基氧膦（TOPO）对水溶液中铀酰离子(UO₂²⁺)的萃取行为。详细考查了振荡时间、萃取剂浓度、水相酸度（包括硝酸和盐酸浓度）及硝酸钠浓度对萃取的影响。同样通过紫外-可见光谱测定和传统的对数斜率分析方法推断了相应的萃取机理。实验结果表明，TOPO/[C₄mim][NTf₂]体系对水溶液中的铀酰离子具有良好的萃取性能。当萃取剂浓度为20mmol/L时，萃取分配比可达到近800。由斜率分析可知：一个铀酰离子结合三个TOPO分子，萃取机理为阳离子交换模式，最终的萃合物可表示为[UO₂（NO₃）（TOPO）₃]⁺。从萃合物组成可以看出，一个硝酸根离子参与了配位，这使得离子液体的咪唑阳离子向水相的流失大大减少。这对于离子液体环境中金属离子的萃取来说，是一个很大的进步。论文最后概括总结了本论文的主要结论和创新点，并对进一步的工作提出了展望。