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离子液体通常分为质子化离子液体（Protic Ionic Liquids,PILs）和非质子化离子液体（Aprotic Ionic Liquids,AILs）两大类。本研究PILs是由质子化的烷基胺和质子酸根离子组成，包含质子供给体和质子接受体，结构中可形成氢键网络，极性较强。并且，Br?nsted酸的强弱将决定质子转移的程度，本研究使用的双（三氟甲基磺酰基）亚胺（HTf2N）为强酸，其质子能够完全转移至阳离子部位（烷基胺），因此该PILs完全由阴阳离子组成。本研究对所合成的己基乙二胺-Tf2N（简称HHexen(Tf2N)）、正己胺-Tf2N（简称HHexam(Tf2N)）和异辛基乙二胺-Tf2N（简称HEtHexen(Tf2N)）三种PILs进行了物理化学性质和应用基础研究，主要包括以下三个部分：
（1）异辛基乙二胺-Tf2N型PIL的合成及物理化学性质的测定
由异辛基乙二胺（2-ethyl-N-hexylethylenediamine,简称EtHex-en）与双（三氟甲基磺酰基）亚胺（bis(trifluoromethylsulfonyl)imide，简称HTf2N）通过酸碱中和反应一步合成了HEtHexen(Tf2N)。HEtHexen(Tf2N)在室温下为无色透明液体，其玻璃化转变温度为-67.73℃，其热分解温度为343.3℃。HEtHexen(Tf2N)型PIL易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇、氯仿及乙醚；微溶于甲苯；难溶于正己烷、石油醚。在T=303.15-353.15K温度范围内，测定了HEtHexen(Tf2N)的密度、粘度及电导率。结果显示，随着温度的升高，PILs的密度呈线性下降，粘度呈指数下降，电导率呈指数上升趋势。HEtHexen(Tf2N)的粘度、电导率与温度之间的关系均符合Arrhenius方程。
（2）水分含量对PILs物理化学性质的影响
正己胺-Tf2N（HHexam(Tf2N)）和己基乙二胺-Tf2N（HHexen(Tf2N)）型离子液体的疏水性较强，但仍溶解少量水，HHexen(Tf2N)和HHexam(Tf2N)的饱和水含量分别可达6.33wt.%(w0=[H2O]/[PIL]=1.44)和9.58wt.%（w0=2.67）。因为PIL中水分含量的多少对其物理化学性质影响较大，所以在T=303.15-353.15K温度范围内，测定了水分含量对HHexam(Tf2N)和HHexen(Tf2N)物理化学性质的影响。结果显示，随着温度的上升或水分含量的增加，其密度呈直线下降，粘度呈指数下降，电导率呈指数上升趋势。并且lnη和lnσ与1000/T之间基本呈线性关系，基本符合Arrhenius方程。PILs的Walden线均在△W=0.5±0.2范围内，离子性较好，并且随着水分含量的增加，其Walden线越靠近KCl理想线，即离子化程度增大。
（3）PILs对金属离子萃取性能的研究
因为HHexen(Tf2N)和HEtHexen(Tf2N)的疏水性较强，并且其阳离子部位的极性部位是螯合胺（乙二胺）结构，有利于与金属离子配位结合而从其水溶液中萃取过渡金属离子。所以利用HEtHexen(Tf2N)和HHexen(Tf2N)开展了其从Cu2+、Ni2+和Co2+100mmol/kg水溶液中萃取该金属离子的研究。电感耦合等离子发射光谱测定结果显示，HHexen(Tf2N)和HEtHexen(Tf2N)能够从100mmol/kg金属离子水溶液中萃取金属离子，其萃取率均达到99wt.%以上。测定Co2+/HHexen(Tf2N)、Ni2+/HHexen(Tf2N)和Cu2+/HHexen(Tf2N)层的含水量分别为w0=[H2O]/[PIL]=2.0（7.9%），w0=2.1（8.15%）和w0=1.4（5.76%）。测定Co2+/HEtHexen(Tf2N)、Ni2+/HEtHexen(Tf2N)和Cu2+/HEtHexen(Tf2N)层的含水量分别为w0=1.3（4.94%）、w0=1.29（4.88%）和w0=1.72（6.39%），均远高于萃取前PILs中初始含水量（0.5%，w0=0.12），小于或稍大于PILs的饱和含水量（HHexen(Tf2N)：w0=1.65，6.53%；HEtHexen(Tf2N)：w0=2.67，9.58%）。
（1）异辛基乙二胺-Tf2N型PIL的合成及物理化学性质的测定
由异辛基乙二胺（2-ethyl-N-hexylethylenediamine,简称EtHex-en）与双（三氟甲基磺酰基）亚胺（bis(trifluoromethylsulfonyl)imide，简称HTf2N）通过酸碱中和反应一步合成了HEtHexen(Tf2N)。HEtHexen(Tf2N)在室温下为无色透明液体，其玻璃化转变温度为-67.73℃，其热分解温度为343.3℃。HEtHexen(Tf2N)型PIL易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇、氯仿及乙醚；微溶于甲苯；难溶于正己烷、石油醚。在T=303.15-353.15K温度范围内，测定了HEtHexen(Tf2N)的密度、粘度及电导率。结果显示，随着温度的升高，PILs的密度呈线性下降，粘度呈指数下降，电导率呈指数上升趋势。HEtHexen(Tf2N)的粘度、电导率与温度之间的关系均符合Arrhenius方程。
（2）水分含量对PILs物理化学性质的影响
正己胺-Tf2N（HHexam(Tf2N)）和己基乙二胺-Tf2N（HHexen(Tf2N)）型离子液体的疏水性较强，但仍溶解少量水，HHexen(Tf2N)和HHexam(Tf2N)的饱和水含量分别可达6.33wt.%(w0=[H2O]/[PIL]=1.44)和9.58wt.%（w0=2.67）。因为PIL中水分含量的多少对其物理化学性质影响较大，所以在T=303.15-353.15K温度范围内，测定了水分含量对HHexam(Tf2N)和HHexen(Tf2N)物理化学性质的影响。结果显示，随着温度的上升或水分含量的增加，其密度呈直线下降，粘度呈指数下降，电导率呈指数上升趋势。并且lnη和lnσ与1000/T之间基本呈线性关系，基本符合Arrhenius方程。PILs的Walden线均在△W=0.5±0.2范围内，离子性较好，并且随着水分含量的增加，其Walden线越靠近KCl理想线，即离子化程度增大。
（3）PILs对金属离子萃取性能的研究
因为HHexen(Tf2N)和HEtHexen(Tf2N)的疏水性较强，并且其阳离子部位的极性部位是螯合胺（乙二胺）结构，有利于与金属离子配位结合而从其水溶液中萃取过渡金属离子。所以利用HEtHexen(Tf2N)和HHexen(Tf2N)开展了其从Cu2+、Ni2+和Co2+100mmol/kg水溶液中萃取该金属离子的研究。电感耦合等离子发射光谱测定结果显示，HHexen(Tf2N)和HEtHexen(Tf2N)能够从100mmol/kg金属离子水溶液中萃取金属离子，其萃取率均达到99wt.%以上。测定Co2+/HHexen(Tf2N)、Ni2+/HHexen(Tf2N)和Cu2+/HHexen(Tf2N)层的含水量分别为w0=[H2O]/[PIL]=2.0（7.9%），w0=2.1（8.15%）和w0=1.4（5.76%）。测定Co2+/HEtHexen(Tf2N)、Ni2+/HEtHexen(Tf2N)和Cu2+/HEtHexen(Tf2N)层的含水量分别为w0=1.3（4.94%）、w0=1.29（4.88%）和w0=1.72（6.39%），均远高于萃取前PILs中初始含水量（0.5%，w0=0.12），小于或稍大于PILs的饱和含水量（HHexen(Tf2N)：w0=1.65，6.53%；HEtHexen(Tf2N)：w0=2.67，9.58%）。