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雙功能化離子液體在堿性溶液中如何實現(xiàn)鋰的提取？

2024-10-06 10:17:07 sh默尼 2

鋰離子電池是目前廣泛使用的一種為便攜式設(shè)備（如手機、筆記本電腦等）、新能源汽車等供電的儲能裝置，近些年來，這些行業(yè)的快速發(fā)展使得鋰的消費需求大幅提升，這就要求大量且穩(wěn)定的鋰原材料供應(yīng)。


相比于礦石提取，從鹽湖鹵水中提取鋰更具成本優(yōu)勢，但鹽湖中除鋰外，還存在大量的鈉、鉀等與之具有相似化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)，這對鋰的高選擇性分離提出了挑戰(zhàn)。

溶劑萃取是分離提純鹽湖鹵水中鋰的方法之一，其中，冠醚和β-二酮是常用的鋰高效萃取劑。但為了進(jìn)一步提高萃取百分率E(%)和選擇性以及降低萃取成本，以促進(jìn)該方法的工業(yè)應(yīng)用，在萃取過程中還有以下幾個方面值得注意：

（1）基于離子對萃取機制，中性冠醚類萃取劑提鋰時由于對無機陰離子的溶解性較差而導(dǎo)致萃取百分率E(%)較低；
（2）萃取過程中，有時還需要用到一些價格昂貴的助提劑(co-extractants)，讓成本增加不少；
（3）傳統(tǒng)萃取過程用到大量的有機溶劑，其揮發(fā)性較強且可燃，存在溶劑流失、環(huán)境污染等問題；
根據(jù)上述問題，中國科學(xué)院大學(xué)的戎猛和楊良嶸團(tuán)隊基于苯并-12-冠-4和噻吩甲酰三氟丙酮(Thenoyltrifluoroacetone, TTA)設(shè)計了一種新型的雙功能化離子液體萃取劑體系[(B12C4)C6im][TTA]-[C6mim][NTf2]用于含鋰母液或鹽湖鹵水中鋰的提取，其中，[(B12C4)C6im][TTA]為萃取劑，[C6mim][NTf2]為稀釋劑。該萃取體系無需使用助提劑，且擁有較寬的pH工作范圍(4.0-11.0)，對鋰的萃取百分率E(%)可達(dá)95.4%，對Li/Na和Li/K的分離因子分別為βLi/Na = 2154.0，βLi/K=757.2。[(B12C4)Cnim][TTA](n=4, 6, 8)的合成如下圖所示：


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