含氮类离子液体对盐酸介质中金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)的萃取分离研究的开题报告.docx

含氮类离子液体对盐酸介质中金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)的萃取分离研究的开题报告
一、选题背景
离子液体作为新型绿色溶剂，具有良好的稳定性、低挥发性、高溶解度等特点，在萃取分离等领域得到了广泛应用。其中，含氮类离子液体因其具有良好的额外配位效应和内部氢键作用，对金属离子的吸附与分离具有独特的优势。
在金属离子萃取分离的研究领域，常见的离子液体有烷基化、芳基化等，但其输送效率和选择性常常难以满足需求。因此，各种新型含氮类离子液体不断涌现，其中较为有代表性的有咪唑、嘧啶、咪唑啉等结构，能够通过各种配体作用，实现对金属离子的选择性吸附分离。
本文选取盐酸介质中的金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)离子分别作为萃取对象，采用含氮类离子液体作为萃合剂，研究最优的萃合体系与条件，为离子液体的实际应用提供理论依据。
二、研究目的和意义
1.研究不同结构含氮类离子液体的吸附分离效果，探究其在盐酸介质中对金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)离子的选择性吸附能力。
2.确定最优的萃合体系和条件，为实际应用提供技术支持。
3.对离子液体在金属离子萃取分离领域的应用进行探究，为绿色高效的分离方法提供新可能。
三、研究内容
本文将主要从以下三个方面展开研究：
1.含氮类离子液体的合成与表征
自制含氮类离子液体，包括咪唑、嘧啶、咪唑啉等不同结构的离子液体，并通过NMR、FT-IR等手段对其结构进行表征。
2.含氮类离子液体的吸附分离特性研究
以盐酸介质中的金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)离子为萃取对象，选取不同结构的含氮类离子液体作为萃合剂，研究其对金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)离子的选择性吸附能力，并确定最优的萃合体系和条件，如萃合时间、温度、pH等。
3.萃合体系性质分析
对含氮类离子液体与金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)离子的萃合体系进行表征分析，探究萃合过程中离子液体分子与金属离子之间的相互作用，包括化学配位作用、氢键作用等。
四、研究方法
1.合成方法：采用常规合成方法，通过原子经济性的实验设计筛选出最佳合成方法。
2.吸附分离研究方法：采用UV-Vis分光光度计对含有金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)离子的盐酸介质进行分光测量，计算溶剂归一化的吸附常数，分析吸附分离特性。并采用XRD、FT-IR等手段对萃合体系进行表征分析。
3.理论计算：运用分子对接技术、量子化学计算、分子动力学模拟等手段，探究含氮类离子液体分子与金属离子分子之间相互作用的机理。
五、预期结果
通过设计实验，预计能够得到以下研究结果：
1.成功合成含氮类离子液体，并对其结构进行表征；
2.研究不同结构离子液体对金(Ⅲ)、铂(Ⅳ)离子的吸附分离效果，确定最优的萃合体系和条件；
3.分析萃合体系的性质及机理，并对其应用潜力进行分析与探究。
六、进度安排
本研究计划于2022年6月开始，预计于2023年6月完成，并按以下进度安排：
1.2022.6-2022.10：制备含氮类离子液体和金、铂离子体系；
2.2022.11-2023.2：对不同含氮类离子液体的选用进行初步的筛选与评估，并确定最适合的离子液体；
3.2023.3-2023.6：对最佳体系进行优化，深入研究其吸附分离性能及机理，并撰写相关论文。
七、研究难点
1.含氮类离子液体的合成，需要考虑到反应条件的选择、原料的纯度以及后续的处理方法等问题。
2.选择最佳的离子液体萃合体系，需要考虑到离子液体的吸附效率、选择性、背离、再生等问题。
3.深入研究萃合体系机理，需要考虑到吸附分离过程中离子液体分子与金属离子分子之间的复杂相互作用及其表征方法等难点。