近年来，在金属萃取领域，离子液体(ILs)作为液-液萃取过程中的替代介质引起了研究人员的**兴趣。ILs是由不对称有机阳离子和阴离子组成的盐，其熔点通常低于100 ℃。为了开发更绿色的萃取工艺，研究者对以ILs作为环境友好型溶剂以替代挥发性有机溶剂进行液-液萃取的体系进行了广泛研究。然而，常规的离子液体组分的官能团螯合能力较弱，溶解金属盐的能力低。通过在有机阳离子上引入具备螯合功能的官能团或使用螯合型的配位阴离子以设计合成专一功能的离子液体(TSIL)，可以大大提高金属对IL相的亲和力，从而提供比常规有机溶剂更高的金属离子提取率。

Co(II)和Ni(II)的分离是工业上非常关注的问题，它们存在于手机、电动汽车等多种电子设备中。Co(II)、Ni(II)在电子器件中有着独特的作用，常被用于电池器件中（如镍氢电池），镍氢电池的随意丢弃会导致严重的环境污染，因此对镍氢电池的回收是环境保护的重要环节。

基于此，法国兰斯香槟-阿登大学，兰姆化学研究所(CNMR)的Laurent Dupont等人报道了通过将甘氨酸-甜菜碱的阳离子衍生物物(AGB-ILs)与配位阴离子结合，合成了具有特定功能的离子液体（图1），以选择性地提取Cu(II)、Co(II)和盐介质中的Ni(II)。

图1. AGB-ILs的结构

（图片来源：Sep. Purif. Technol.）

图2. [Bu₃NC₂NHC_n][ClSal]和[Bu₃NC₂NHC_n][Dca]对于硝酸盐溶液的萃取

（图片来源：Sep. Purif. Technol.）

文章先研究了8种离子液体在硝酸体系中对Cu(II)、Ni(II)、Co(II)的萃取性能，其中以[ClSal]^-和[Dca]^-为阴离子的离子液体性能更好（如图2），这是由于这两种阴离子具有更强的配位能力。随后对双金属溶液和多金属溶液进行了探究，在Cu(II)/Co(II)和Cu(II)/Ni(II)溶液中，[Bu₃NC₂NHC_n][Dca]均能表现出对Cu良好的选择性和超过80%的萃取效率（图3）；在Co(II)/Cu(II)/Ni(II)三金属溶液中（图4），[Bu₃NC₂NHC_n][Dca]依然表现良好，其萃取能力不受多种金属的干扰，表现对Cu的专一性。

此外，文章探究了在高盐度条件下，[Bu₃NC₂NHC₄][Dca]和[Bu₃NC₂NHC₈][Dca]对金属离子的萃取性能（如图5），结果发现ILs对Co或Ni的选择性随着支链的长度而变化，而其中NO₃^-、Cl^-对于萃取选择性响巨大，特别是在4M NaCl的条件下，[Bu₃NC₂NHC₄][Dca]和[Bu₃NC₂NHC₈][Dca]对于Ni/Co的选择性产生了反转。

总之，文章设计并合成了8种功能离子液体，用于镍氢废电池中Ni、Co的回收萃取研究。研究表明，ILs的萃取效率与其阴离子的配位强度息息相关，含[Dca]^-的ILs往往表现出更好的萃取效率和离子选择性。同时，高盐度和阳离子的链长也会影响离子液体萃取效率，甚至使其选择性发生改变。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586620300836

原文作者：

Pape Diaba Diabate, Stephanie Boudesocque, Aminou Mohamadou, Laurent Dupont

DOI: 10.1016/j.seppur.2020.116782