一种酸性离子液体及采用溶萃耦合电解法分离提纯稀土或稀贵金属的方法与流程

技术特征：

1.一种酸性离子液体，其特征在于，所述酸性离子液体是一种含有有效官能团的离子液体，其结构如下述通式(1)、通式(2)、通式(3)和通式(4)之一所示，

其中通式(1)为下述式(1-1)或式(1-2)：

式(1-1)和式(1-2)中，R₁，R₂和R₃相同或不同，彼此独立地为烷基，R₄为亚烷基，R₅为碳(C)或磷(P)，为阴离子；

通式(2)为：

式(2)中，R₁，R₂和R₃相同或不同，彼此独立地为烷基，R₄为亚烷基，R₆为氧(O)或硫(S)或胺(仲胺或叔胺)，为阴离子；

通式(3)为下述式(3-1)或式(3-2)：

式(3-1)和式(3-2)中，铵离子为环状铵类，R₇为亚烷基，R₈为碳(C)或磷(P)，为阴离子；

通式(4)为：

式(4)中，铵离子为环状铵类，R₇为亚烷基，R₉为氧(O)或硫(S)或胺(仲胺或叔胺)，为阴离子。

2.根据权利要求1所述的酸性离子液体，其特征在于，式(1-1)和式(1-2)中，R₁，R₂和R₃相同或不同，彼此独立地为碳原子数为1-18的烷基，R₄为碳原子数为1-18的亚烷基)，为BF₄^-，PF₆^-，Tf₂N^-，F^-，Cl^-，Br^-，I^-等。

优选地，R₁，R₂和R₃相同或不同，彼此独立地为碳原子数为1-10的烷基。

还优选地，R₄为碳原子数为1-4的亚烷基，还更优选碳原子数为1-2的亚烷基。

还更优选地，为Tf₂N^-。

3.根据权利要求1或2所述的酸性离子液体，其特征在于，式(2)中，R₁，R₂和R₃相同或不同，彼此独立地为碳原子数为1-18的烷基，R₄为碳原子数为1-18的亚烷基，为BF₄^-，PF₆^-，Tf₂N^-，F^-，Cl^-，Br^-，I^-等。

优选地，R₁，R₂和R₃相同或不同，彼此独立地为碳原子数为1-10的烷基。

还优选地，R₄为碳原子数为1-4的亚烷基，还更优选碳原子数为1-2的亚烷基。

还更优选地，为Tf₂N^-。

4.根据权利要求1-3任一项所述的酸性离子液体，其特征在于，式(3-1)和式(3-2)中，铵离子为咪唑，吡啶，哌啶等，R₇为碳原子数为1-18的亚烷基，，为BF₄^-，PF₆^-，Tf₂N^-，F^-，Cl^-，Br^-，I^-等。

优选地，R₇为碳原子数为1-4的亚烷基，还更优选碳原子数为1-2的亚烷基。

还更优选地，为Tf₂N^-。

5.根据权利要求1-4任一项所述的酸性离子液体，其特征在于，式(4)中，铵离子为咪唑，吡啶，哌啶等，R₇为碳原子数为1-18的亚烷基，为BF₄^-，PF₆^-，Tf₂N^-，F^-，Cl^-，Br^-，I^-等。

优选地，R₇为碳原子数为1-4的亚烷基，还更优选碳原子数为1-2的亚烷基。

还更优选地，为Tf₂N^-。

6.权利要求1-5任一项所述的通式(2)所示的酸性离子液体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

三烷基胺(R₁R₂R₃N)与Cl-R₄-R₁₀(其中，R₁₀为环氧乙基)反应制得中间体，中间体与H-R₆-CH₂-COOH反应，得到的反应物通过离子交换得到通式(2)所示的离子液体；其中，R₁，R₂，R₃，R₄，R₆和X的定义同前。

优选地，以结构通式中R₁，R₂，R₃＝正丁基，R₄＝亚甲基，R₆为NH，X＝Tf₂N^-为例，所述方法包括以下步骤：三正丁胺和环氧氯丙烷在有机溶剂中加热反应，然后通过洗涤精制得到中间体，中间体和甘氨酸在溶剂中反应，得到的反应物通过与双(三氟甲基磺酰)亚胺锂LiTf₂N进行离子交换后进一步通过精制以及去羟基化，得到通式(2)的R₁，R₂，R₃＝正丁基，R₄＝亚甲基，R₆为NH，X＝Tf₂N^-的产物。

7.一种从金属固相物质中得到目标金属或者去除有害金属的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)用权利要求1-5任一项所述的酸性离子液体作为萃取剂，溶萃所述金属固相物质；

(2)步骤(1)的萃出物进行电解步骤，得到目标金属或者去除有害金属；

所述金属固相物质包括(a)目标金属的难溶的氧化物，氯化物，磷酸化物或氢氧化物；(b)多种金属的难溶的氧化物的混合物；(c)含有有害金属的乏燃料；等等。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体为：上述的酸性离子液体与金属固相物质进行接触，加热，目标金属或有害金属的固相化合物溶解萃取到所述离子液体中。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(2)具体为：使用电解的方法，从含有目标金属或有害金属的离子液体当中对目标金属或有害金属进行精炼回收得到目标金属或有害金属；同时，所述离子液体可以返回步骤(1)中重复使用。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述离子液体经酸性活化后返回步骤(1)中重复使用。