随着石油,煤炭,天然气的枯竭,人类需要探索新能源核聚变能绿色环保。锂同位素是核工业发展的重要原材料,在核聚变能源中是必不可少的核燃料和冷凝剂。6Li是必不可少的核聚变堆原料。7Li用来作为核聚变反应堆的堆心冷凝剂、导热的载热剂。基于锂同位素的应用具有十分重大的意义,因此锂同位素的分离研究工作已经引起了世界各国科研工作者的重视。本文离着重研究了离子液体-冠醚萃取体系对锂同位素分离的四个方面:其一,离子液体在分离锂同位素过程中对锂离子的作用机理。主要研究了离子液体对锂离子的协萃作用。研究了了十六种离子液体对锂离子萃取的影响,得到的疏水性离子液体[BMIm][NTf₂]对锂离子具有最好的萃取效果。利用紫外光谱测定锂同位素分离萃取前后水相中的离子液体阳离子[BMIm]⁺含量,得出了萃取后有机相相中的锂离子浓度与水相中的[BMIm]⁺浓度为1:1,因此离子液体对该体系中锂离子的协萃机理为阳离子交换。利用红外光谱考察了锂同位素分离萃取后的有机相结构,说明了离子液体的阴离子对锂离子与冠醚形成的螯合物阳离子有影响;其二,[BMIm][NTf₂]/AcB15C5萃取体系对锂同位素分离优化以及其螯合物构型的化学计算。研究了冠醚浓度与锂离子的分配比的关系,发现拟合直线斜率为0.97014,近似为1。这说明锂离子与冠醚的结合是1:1。通过高斯软件获得了锂离子与冠醚以1:1结合形成螯合物、锂离子与冠醚以1:2结合形成螯合物的稳定构型和吉布斯自由能。结果表明,无论从螯合物构型的稳定上还是从吉布斯自由能上分析,锂离子与冠醚以1:1结合形成螯合物都是优于锂离子与冠醚以1:2结合形成螯合物,说明了锂离子与冠醚以1:1结合形成螯合物更合理,这与实验结果相符合;其三,[BMIm][NTf₂]/AcB15C5萃取体系萃取锂锂离子的动力学进行了研究。主要研究了萃取速率、萃取时间、界面面积、扩散阻力以及各个组分浓度对锂离子萃取的动力学研究以及对锂离子动力学方程的推导,结果表明该体系中锂离子萃取过程是发生在两相界面上的混合控制反应。其四,通过Van’t Hoff方程以及热力学公式研究了冠醚萃锂的热力学以及⁶Li和⁷Li发生交换过程中的热力学行为。新型冠醚体系在锂同位素分离萃取过程中对锂离子的萃取反应为自发放热反应,说明该体系在低温下有利于锂离子的萃取:AcB15C5体系在锂同位素分离萃取过程中对锂离子的萃取反应以及⁶Li和⁷Li的交换反应为皆为放热自发反应,说明该体系在低温下有利于锂离子的萃取同时说明该体系在低温下有利于⁶Li和⁷Li交换,有利于⁶Li在有机相中的富集。基于上述的研究,冠醚/离子液体萃取分离体系对锂同位素分离具有良好的应用前景。