我国工业发展迅速,同时产生大量工业废水需要处理。尤其重金属废水处理困难,废水中的重金属流入自然对生态环境危害巨大,产生的后果不可估量。液液萃取是工业的核心技术,处理废水中的重金属有很好的效果,能够避免其造成环境污染问题。本论文以含铅模拟废水和含镉模拟废水作为研究对象,选用新型绿色溶剂离子液体作为液液萃取中萃取剂,首次合成出新型离子液体1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐（[BVIM][BF₄]）,结合螯合剂双硫腙,选出高效萃取体系,探究萃取条件对模拟废水中Pb²⁺、Cd²⁺萃取率影响,得出最佳工艺条件,并分析萃取机理以及进行离子液体的回收利用。1、1-乙烯基咪唑、溴代正丁烷、四氟硼酸钠为原料采用两步合成法合成1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐,产品经过FR-IR、¹HNMR、MS、HPLC等方法对其结构与纯度进行表征。结果表明:合成物为1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐（[BVIM][BF₄]）,且纯度较高;分别研究了溶剂、反应温度、反应时间、反应物摩尔比4个因素对合成[BVIM][BF₄]离子液体产率的影响,进行了正交实验探究最佳合成工艺条件。结果表明:合成[BVIM][BF₄]离子液体最佳工艺条件溶剂为乙腈、反应温度为80℃、反应时间为24h、反应物摩尔比为1:1.2,产率可达82.5%;2、探究离子液体[BVIM][BF₄]、[BMIM][BF₄]、[BVIM][Br]以及在离子液体中加入双硫腙的体系对金属离子Pb²⁺、Cd²⁺萃取性能研究。结果表明:最佳萃取体系为[BVIM][BF₄]-双硫腙。3、以[BVIM][BF₄]-双硫腙为萃取体系进行萃取模拟废水中铅、镉工艺研究,分别研究了温度、萃取时间、初始pH、金属的初始浓度4个因素对Pb²⁺、Cd²⁺萃取率的影响,进行了正交实验探究最佳工艺条件,并进行了萃取金属离子机理探讨以及在最佳工艺条件下对离子液体进行回收利用。结果表明:萃取Pb²⁺最佳工艺条件温度为35℃,初始pH为6,萃取时间为30min,金属的初始浓度为20mg/l,萃取率可达94.5%;萃取Cd²⁺最佳工艺条件温度为30℃,初始pH为6,萃取时间为50min,金属初始浓度为10mg/l,萃取率可达83.8%。在最佳工艺条件下对离子液体进行回收利用,当硝酸浓度高于0.01mol/l时,离子液体回收率可达90%以上;循环萃取实验中,在循环次数5次内,含铅模拟废水中Pb²⁺的萃取率均大于90%,而含镉模拟废水中Cd²⁺的萃取率均大于80%。