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作为一种新型溶剂,离子液体有望代替传统的有机溶剂用于重金属离子的捕集。近年来的研究表明,离子液体作为一种良好的溶剂在重金属离子捕集和分离等方面已表现出良好的应用前景。本文针对功能化离子液体捕集重金属离子,合成了含硫脲基、酯基的阳离子功能化离子液体以及二氰胺根的阴离子功能化离子液体,对合成的离子液体进行了IR和NMR结构表征,测定了部分相关物理性质并考察了室温下对金属离子的捕集性能。 以咪唑为阳离子供体,通过缩脲反应和烷基化反应在其侧链引入功能基团,并利用离子交换法制备憎水性功能离子液体,核磁(NMR)和红外(IR)证实所合成的样品为目标离子液体。实验测试了含酯基的阳离子功能化离子液体及含氰基的阴离子功能化离子液体在20-60℃温度范围内的密度、粘度等数据,并比较了不同阴离子,烷基链长对离子液体的密度、粘度的影响。实验结果表明,随着温度降低,阴离子半径增大,烷基链长的减小,离子液体的密度增大;随着温度降低,烷基链长的增加,离子液体的粘度增大,阴离子对粘度的影响顺序为PF6->NTf2-。 在合成的功能性离子液体的性质研究基础上,考察其在室温下对重金属离子的萃取捕集能力。实验结果表明,含硫脲基的[CnMPSM][PF6](n=4、6、8)对金属离子的萃取效果最佳,尤其是对Cu2+的去除率接近100%,随着金属离子浓度的增加,萃取率增加,此类离子液体对金属离子的萃取效果顺序为:n=4~n=6>n=8。以[HMPSM][PF6]为研究对象,发现溶液中无机盐NaCl的含量以及溶液pH对金属离子的萃取效果影响不明显。与传统离子液体[Cnbim][PF6](n=6、8)相比,硫脲基的引入使其萃取率由20%左右提高到99%,这一结论与理论计算中硫脲基与金属铜离子之间较强的结合能相吻合。对于含酯基的[EABIM]X(X=PF6-,NTf2-),二者对二价金属离子均未表现出萃取效果,而对Fe3+表现出选择性萃取能力。粘度最低的[CnBIM]Dca对金属离子Cu2+的萃取效果顺序与其粘度顺序一致,粘度越低,萃取率越高;且随着离子液体用量的增加,萃取率增大;该类离子液体对所研究的多种金属离子均有较好的萃取效果;理论与实验证明含氰基的[CnBIM]Dca对Cu2+的萃取过程同时存在阳离子交换和离子对作用。