【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法冶金，具体涉及一种羧酸酯铵-脂肪酸根离子液体分离钇的方法。
技术介绍
1、稀土元素(如元素周期表中第ⅲb族第四周期的钪(sc)、第五周期的钇(y)以及第六周期的所有镧系元素)是关键的战略资源。作为重要材料之一，稀土独特的物理化学性质对于推动和发展高精尖领域具有重大意义。由于稀土资源需求量的增加和稀土元素供应的不稳定性，对稀土资源的开采力度将持续增大。在众多创新功能材料中，重稀土元素钇(y)被广泛应用于荧光、磁性、光学和催化等领域。荧光灯是一种耗能低更耐用的照明用灯，荧光粉的磷光体含有大量高纯度氧化钇，因此制作这种磷光体需要大量高纯度的氧化钇。
2、钇(y)大量储存于离子吸附型稀土矿(iatreos)中，离子吸附型稀土矿广泛分布在中国南方的七个省份，其含有的重稀土比其他稀土矿藏更为丰富，因此是重稀土的主要来源之一。然而，从其他稀土元素中提取和分离钇(y)是一项具有挑战性的任务，因为稀土元素具有相似的化学性质并且在元素周期表中非常接近。在离子吸附型稀土矿分离工艺中，对原地浸出的料液进行除杂后，接着进行稀土之间的分离。钇(y)在离子吸附型稀土矿中的含量能够决定分离工艺的流程。当混合稀土进料液中含有超过65％的钇(y)时，钇(y)可以率先被分离出来。然而当进料中的钇(y)含量低于60％时，镧系元素和钇(y)之间的萃取顺序则不稳定，这是由于萃取顺序会随温度、进料组成等环境条件而变化，这可能会导致镧系元素的萃取顺序早于钇(y)。因此，对于中等钇(y)含量的稀土料液，需要先采用p507将料液中的稀土分为轻中稀土(
3、离子液体(il)是一种室温下熔点低于100℃的熔融盐，其由阳离子和阴离子组成，具有较好的化学稳定性和热稳定性。由于离子液体的化学结构可调性强，因此可通过设计制备出具有一系列优良性质的离子液体，并广泛应用于催化、电化学、生物化学、纳米技术、分离技术等多个领域。通过设计具有特定亲疏水性、选择性和可再生性结构的离子液体，从而实现对目标物的选择性分离。这种分离方式不仅可以通过再生循环利用减少废弃物的产生和降低环境污染，而且还能提高萃取效率、降低反应活化能、减少能量消耗，从而降低整个萃取过程的成本，提高可持续性。有研究发现基于三丁基十四烷基氯化磷([p44414][cl])离子液体的酸性水相双相体系(acabs)具有比其他萃取溶剂更好的优势。该体系使用浸出液本身作为盐析剂可以实现关键金属的“一锅”浸出和分离，无需进行反萃。此外，对离子液体(ils)进行功能化改性得到功能化离子液体(fils)，可以增加离子液体的应用领域并赋予离子液体特定功能。fils可以通过选择不同的功能基团来优化其分离性能，以实现更加精确和高效的分离。此外，引入基团能够让ils具有更低的毒性和更好的生物可降解性，以降低对环境和健康的影响。
4、羧酸萃取剂的使用面临着因二聚体存在萃取性能普遍降低的问题。传统皂化方法虽然可行，但难以解决乳化现象和产生大量皂化废水的问题。为此，亟待开发新的ils萃取剂，以期解决上述问题。
技术实现思路
1、为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种羧酸酯铵-脂肪酸根离子液体，其具有如下式i所示结构：
2、
3、其中：
4、r1、r2、r3、r5相同或不同，彼此独立地选自c1-16烷基，例如甲基、乙基、丙基、叔丁基、己基、辛基、十六烷基；
5、n为0-5的整数，例如n选自0、1、2、3、4或5；
6、r4选自c1-5亚烷基或芳基，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、苯基。
7、根据本专利技术的实施方案，式i选自如下结构：
8、
9、
10、本专利技术还提供如上所述式i所示结构的离子液体的制备方法，包括将式ii所示结构的化合物与被naoh完全皂化的2-己基癸酸(hda)反应，制备得到式i所示结构的离子液体；
11、
12、其中：
13、r1、r2、r3、r4、r5、n彼此独立地具有如上文所述的定义。
14、根据本专利技术的实施方案，所述式ii所示结构的化合物与被naoh完全皂化的2-己基癸酸(hda)的摩尔比为1：(1～5)，示例性为1:1、1:3、1:5。
15、根据本专利技术的实施方案，所述制备方法可以在溶剂如有机溶剂的存在下进行。例如，所述的有机溶剂可以选自甲醇。
16、根据本专利技术的实施方案，所述制备方法还包括待反应结束后，从反应后的混合物中分离得到固体产物的步骤。例如，将反应液溶于二氯甲烷中，并用水洗涤，旋蒸去除二氯甲烷后将产物干燥，得到式ⅰ所示结构的化合物。
17、本专利技术还提供如上所述式i所示离子液体用于钇(y)的分离。优选用于从离子吸附型稀土矿中分离钇。更优选用于从钇(y)含量高于60％的离子吸附型稀土矿中分离钇。
18、本专利技术还提供一种如上式i所示离子液体分离钇的方法，包括以式i所示结构的离子液体作为萃取剂，通过萃取和反萃，从离子吸附型稀土矿中分离得到钇。
19、本专利技术还提供上述方法分离制备得到的钇(y)。
20、本专利技术还提供上述方法分离制备得到的钇(y)应用于荧光、磁性、光学和催化等领域。
21、根据本专利技术的实施方案，所述钇(y)用于制备荧光灯。
22、本专利技术的有益效果:
23、本专利技术成功合成了一系列离子液体，并研究了它们从重稀土中高效分离y的可行性。本专利技术的专利技术人意外发现：基于合适的pka值，稀土元素的萃取能力在基于hda阴离子的离子液体中最高。在离子液体阳离子中引入功能化结构能够改变离子液体的理化性质，并且基于诱导效应和空间位阻的改变，阳离子的功能化提供了增强离子液体与稀土元素之间的亲和性和选择性萃取的可能性。同时修饰剂的加入能够消除十六烷基铵类离子液体体系的乳化现象并改善萃取效率。并且通过控制水相盐浓度可以改善萃取过程的选择性和相分离。
24、[n16mop][hda]作为萃取剂是对于y与其他重稀土分离的最佳萃取体系。在[n16mop][hda]萃取体系中，动力学和热力学研究本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种羧酸酯铵-脂肪酸根离子液体，其特征在于，所示离子液体具有如下式I所示结构：
2.如权利要求1所述的离子液体，其特征在于，式I选自如下结构：
3.权利要求1或2所述的离子液体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将式II所示结构的化合物与被NaOH完全皂化的2-己基癸酸(HDA)反应，制备得到式I所示结构的离子液体；
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述式II所示结构的化合物与被NaOH完全皂化的2-己基癸酸(HDA)的摩尔比为1：(1～5)。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法可以在溶剂如有机溶剂的存在下进行。例如，所述的有机溶剂可以选自甲醇。
6.权利要求1或2所述式I所示离子液体用于钇(Y)的分离。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述式I所示离子液体用于从离子吸附型稀土矿中分离钇。更优选用于从钇(Y)含量高于60％的离子吸附型稀土矿中分离钇。
8.权利要求1或2所述式I所示离子液体分离钇的方法，其特征在于，所述方法包括以式I所示结构的离子液
9.权利要求8所述方法分离制备得到的钇(Y)。
10.权利要求8所述方法分离制备得到的钇(Y)应用于荧光、磁性、光学和催化等领域。
...【技术特征摘要】
1.一种羧酸酯铵-脂肪酸根离子液体，其特征在于，所示离子液体具有如下式i所示结构：
2.如权利要求1所述的离子液体，其特征在于，式i选自如下结构：
3.权利要求1或2所述的离子液体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将式ii所示结构的化合物与被naoh完全皂化的2-己基癸酸(hda)反应，制备得到式i所示结构的离子液体；
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述式ii所示结构的化合物与被naoh完全皂化的2-己基癸酸(hda)的摩尔比为1：(1～5)。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法可以在溶剂如有机溶剂的存在下进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓琦，曾志远，高云，倪帅男，傅心钰，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：
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