双功能化离子液体在碱性溶液中如何实现锂的提取？

2024-10-06 10:17:07 sh默尼 1

锂离子电池是目前广泛使用的一种为便携式设备（如手机、笔记本电脑等）、新能源汽车等供电的储能装置，近些年来，这些行业的快速发展使得锂的消费需求大幅提升，这就要求大量且稳定的锂原材料供应。


相比于矿石提取，从盐湖卤水中提取锂更具成本优势，但盐湖中除锂外，还存在大量的钠、钾等与之具有相似化学性质的物质，这对锂的高选择性分离提出了挑战。

溶剂萃取是分离提纯盐湖卤水中锂的方法之一，其中，冠醚和β-二酮是常用的锂高效萃取剂。但为了进一步提高萃取百分率E(%)和选择性以及降低萃取成本，以促进该方法的工业应用，在萃取过程中还有以下几个方面值得注意：

（1）基于离子对萃取机制，中性冠醚类萃取剂提锂时由于对无机阴离子的溶解性较差而导致萃取百分率E(%)较低；
（2）萃取过程中，有时还需要用到一些价格昂贵的助提剂(co-extractants)，让成本增加不少；
（3）传统萃取过程用到大量的有机溶剂，其挥发性较强且可燃，存在溶剂流失、环境污染等问题；
根据上述问题，中国科学院大学的戎猛和杨良嵘团队基于苯并-12-冠-4和噻吩甲酰三氟丙酮(Thenoyltrifluoroacetone, TTA)设计了一种新型的双功能化离子液体萃取剂体系[(B12C4)C6im][TTA]-[C6mim][NTf2]用于含锂母液或盐湖卤水中锂的提取，其中，[(B12C4)C6im][TTA]为萃取剂，[C6mim][NTf2]为稀释剂。该萃取体系无需使用助提剂，且拥有较宽的pH工作范围(4.0-11.0)，对锂的萃取百分率E(%)可达95.4%，对Li/Na和Li/K的分离因子分别为βLi/Na = 2154.0，βLi/K=757.2。[(B12C4)Cnim][TTA](n=4, 6, 8)的合成如下图所示：


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