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近年来,离子液体作为一种绿色溶剂在捕集重金属方面受到广泛关注。本文针对同时具备疏水性与功能性的胍类离子液体捕集重金属离子这一主题,合成了阴离子分别为双三氟甲基磺酰亚胺根([NTf2]-)、二氰胺根(Dca-)、六氟磷酸根(PF6-),阳离子为胍离子的胍盐离子液体,对最终离子液体进行了IR和NMR结构表征,考察了离子液体在室温下对各种金属离子的捕集性能。 实验发现,合成的胍盐离子液体[OctTMG][NTf2]对9种不同金属离子(Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+、Cd2+、Mn2+、Pb2+)均具有一定的萃取能力,但对Fe3+的萃取效果最好,萃取率达90%。在超声波强化作用下,Fe3+在离子液体([OctTMG][NTf2])与水相中可在5min达到萃取平衡。且萃取效果受到各种因素的影响,Fe3+的萃取率随离子液体用量的增加而增加,随着离子液体烷基链的增长而减少。实验结果还表明,水溶液中铁离子初始浓度对萃取率影响较小,且溶液中NaCl的含量对其也没有影响,但溶液的pH值对萃取效果的影响显著,随着溶液酸度增加,Fe3+的萃取率逐渐减少。理论计算与实验证明,胍类离子液体对Fe3+萃取过程中存在阳离子交换与离子对的作用机制,但离子对起主导作用。 阴离子为二氰胺根的胍盐离子液体对金属离子的萃取操作简单,萃取过程无需超声,其对多种金属离子均具有较好的萃取效果,如Cu2+、Fe3+、Zn2+与Pb2+,尤其对Cu2+的萃取率高达99%以上。萃取实验结果表明,随着离子液体与水相体积比的增加,对金属离子(Cu2+、Fe3+、Pb2+)的萃取率也逐渐增加;金属离子起始浓度对金属离子的萃取效果的影响并不明显,但受溶液pH的影响较大,尤其是Pb2+;二氰胺胍盐对Cu2+的萃取率随着碳链的增长而有轻微降低,但仍表现出较高的萃取效果。理论计算证实了与其它金属离子相比,二氰胺胍盐与Cu2+间具有更强的相互作用。 阴离子为六氟磷酸根的胍盐离子液体仅对Fe3+表现出一定的萃取率,而对其它多种金属离子的萃取率为0。但在相同的条件下,其对Fe3+萃取效果均不如其它两类离子液体。通过考察室温下三类胍盐离子液体对多种金属离子的萃取性能,发现离子液体对金属阳离子萃取的选择性与阴离子种类有关。对Fe3+的萃取效果:[NTf2]->Dca->PF6-;对Cu2+、Pb2+与Zn2+的萃取效果:Dca->[NTf2]-> PF6-。