离子液体在有色金属冶金中的应用
离子液体在化学反应中的应用研究
离子液体在化学反应中的应用研究随着科技的进步和人们对环境保护的重视，绿色化学在化学领域越来越受到重视。
作为一种新型的溶剂，离子液体因为其良好的环境友好性、重复使用性以及化学稳定性而备受关注。
离子液体在化学反应中的应用，无论是在有机合成、电化学反应或者分离纯化领域都有广泛的应用。
一、离子液体在有机合成中的应用在有机合成中，常用的溶剂主要有烯烃、芳烃、醇和醚等，但是这些溶剂或多或少都存在着各种问题。
例如溶剂挥发性大、对环境造成污染、易燃爆等。
而离子液体则能够有效地解决这些问题。
离子液体的熔点较低、稳定性好、在化学反应过程中具有良好的催化和选择性等特点，使它成为有机合成反应中理想的溶剂候选。
离子液体可以被用来作为反应溶液、催化剂、反应介质和分离剂等。
在分子合成领域，离子液体在有机合成中化学反应具有非常优异的效果。
它们可以帮助催化制备29种酰苯胺、2-氯-1,3-苯二胺以及季铵化物。
此外，离子液体还可以作为高效的催化剂在不同的有机合成反应中使用。
这种方法可以以更绿色和更高效的方式进行有机合成。
二、离子液体在电化学反应中的应用在电化学反应中，离子液体的应用可以提高反应效率、扩大工艺窗口、增加结果选择性和降低修饰材料成本等。
它们还可以成为电化学反应运行时的承载体和反应介质。
一些例子证明了离子液体在电化学反应中的应用前景。
四苯基氧化铵(Ph4NO)氧化石墨烯通常使用有机溶剂作为溶剂，在反应中发现存在较多的杂质。
但是，使用具有准晶结构的氯化丁铵(TRIMCl)作为反应介质并添加0.2 M四元胺硝酸银作为电势调节器可以限制氧化反应的杂质产生，达到高纯度的单层石墨烯的制备。
另外，离子液体也可以用于锂二次电池的电解液中，代替传统的非环保性的有机溶剂，以保护环境。
三、离子液体在分离纯化领域中的应用由于离子液体易于“定制”，在分离纯化领域中具有很高的应用价值。
例如，离子液体的疏水亲水性和氧化还原性能可以通过改变阳离子和阴离子的结构来得到控制。
ZnCl2／TMAC离子液体中电镀锌的研究
电镀锌 是一 个 量 大 面广 的镀 种 ， 占总镀 种 的 它 ６ 以上口 。 目前主 要 采用 酸性 体 系镀 锌 ， Ｏ ］ 此技 术 存在 部件产 生氢 脆 、 电流 效率 低 、 水 处 理 、 作 温 废 工
溶剂 ， 研究 了锌 在铜 电极上 的沉 积过程 ， 考察 电解 液
浓 度 、 度 对 镀 层 的影 响 。 温
・ ２・ １
有色金 属 （ 冶炼 部分 ） ２ １ ０ ０年 ４期
Ｚ Ｃ ２ＴＭＡＣ离 子液 体 中 电镀锌 的研 究 ｎ１ ／
张跃 宏 ， 秀静 ， 亚 琼 ， 翟 李 冯乃 祥
（ 北大 学材料 与冶金 学 院 ， 阳 １ ０ ０ ） 东 沈 １ ０ ４
摘 要 ： 究 了 Ｚ Ｃ。 Ｔ 研 ｎ Ｉ ＭＡＣ离 子 液 体 体 系 在 铜 电极 上 的 阴极 沉积 过程 ， 量 了体 系 的 电 导 率 ， 察 了 电 ／ 测 考 解 质 浓 度 、 度 等 工艺 条 件对 镀 层 的影 响 。结 果 表 明 ， 极 过 程 为 准 可 逆 过 程 ； 系 电 导 率 随 温 度 升 高 温 阴 体 而 升 高 ＃５ 电 压 ２ Ｏ 电 沉 积 时 间 ３ ｉ， 得 到 致 密 镀 层 ， 粒 大 小 接 近 ３／ 电 流 效 率 达 ３ ８Ｋ， ．４Ｖ， ０ｒ ｎ 可 ａ 颗 ｚ ｍ，
离 子液体用 于 电沉积 金属及 合金 方 面已有很 多
研 究［ ， ５ ］ 目前 用 于 电镀 锌 主 要 采 用 Ｚ Ｃ Ｅ Ｃ ｎ ｔ ＭＩ ／
水氯 化锌 。电解 液 配 置 在氩 气 气 氛 手套 箱 内进 行 ， Ｚ Ｃ。 ＴＭＡＣ 的 摩 尔 比为 ７：３ 溶 剂 Ｐ 分 析 ｎ １与 ， Ｃ（
度高 等问题 ［ 。如何在 获得高 质量 镀层 的同 时消 除 ２ ］ 电解 液对环 境 的危害 已成 为绿色 电化学 和环 保工业
离子液体在制备纳米材料中的应用
离子液体在制备纳米材料中的应用离子液体是一种具有独特性质的液体，是一种由离子（阳离子和阴离子）组成的液体。
其独特性质包括低挥发性、高热稳定性、高溶解度和导电性等，这些性质使离子液体在化学、材料科学和生命科学等领域具有广泛的应用。
其中，离子液体在制备纳米材料中的应用正引起越来越多的关注。
一、离子液体在制备金属纳米粒子中的应用金属纳米粒子具有良好的光学、电学、磁学和催化等性质，在催化、生物医药和化学分析等领域具有广泛的应用。
离子液体作为一种优良的模板和反应介质，在制备金属纳米粒子中发挥了重要作用。
例如，在离子液体中，可以通过还原金属离子来制备金属纳米粒子，同时离子液体中的离子也可以作为还原剂或模板来指导金属纳米粒子的形成。
二、离子液体在制备无机复合纳米材料中的应用无机复合纳米材料具有优异的机械、光学和电学性质，广泛应用于催化、制备纳米传感器、医学诊断和药物传递等领域。
离子液体在制备无机复合纳米材料中的应用主要集中于制备复合纳米材料和调控其结构性质。
例如，将离子液体作为模板和反应介质来制备无机/有机复合纳米物稳定，进而可以调控纳米材料的形态、大小和晶面结构。
三、离子液体在制备聚合物纳米材料中的应用纳米聚合物材料具有特殊的机械、光学和电学性质，广泛应用于光学和电子器件等领域。
离子液体在制备聚合物纳米材料中的应用主要集中于制备纳米复合材料和调控其结构性质。
例如，在离子液体中，可以通过控制稳定剂分子的形态和排布的方式，来调节聚合物纳米材料中纳米颗粒的分散度和大小。
综上所述，离子液体在纳米材料的制备中具有广泛的应用前景，可以在制备过程中充当模板、反应介质和稳定剂等多重角色，从而实现对纳米材料结构和性质的调控。
离子液体在纳米材料制备领域的不断探索和应用，将有助于推动离子液体的发展和应用，同时也将为实现纳米科技的应用提供更多的可能性和前景。
离子液体在化学反应中的应用
离子液体在化学反应中的应用离子液体（Ionic Liquids）是近年来化学界的一大研究热点。
它是一类结构特殊的液体，具有无定形、非晶态、高稳定性和独特的物理化学性质，广泛应用于化学工业、催化反应、材料科学、生物化学、环境保护等领域。
其中，在化学反应中的应用尤为广泛，下面我们对离子液体在化学反应中的应用做一些简单的介绍。
一、离子液体作为溶剂离子液体擅长溶解高分子化合物或化学反应中的催化剂，是很好的反应媒介。
固体催化剂催化反应通常需要将催化剂作为粉末或泥状物加入反应体系中，离子液体中的催化剂可以制备成均匀溶液，大大提高了催化剂的活性和选择性。
例如，用离子液体作为催化剂，对于醇、环氧烷和二元醇三者之间的氧化加成反应，可以在325K条件下，反应铂催化可以达到80%的收率。
离子液体还适用于无水催化反应，的确无水环境中水对反应的影响，道理谁都懂，但还是有些反应即使是在极干燥的条件下，也有水存在，这个时候用离子液体作为反应介质，就能有效地去除水分，从而减少水位对催化活性的影响，提高反应的选择性和收率。
二、离子液体应用于金属催化反应离子液体有很强的与金属离子的配位能力，因此在催化金属反应中应用很广泛。
离子液体可以使催化剂变得更为活泼有效，反应更为快速、降低化合物重排反应和副反应等。
金属离子催化反应，许多都是氧、氮配位进入催化剂的中心，而有些配位基固定的金属离子催化剂往往因反应介质而失效，而离子液体可以很好地解决这个问题，提高反应活性和效率。
三、离子液体应用于生物化学离子液体对生物大分子的溶解性和稳定性非常好，可以提高相容性，促进生物学反应和生物材料制备的发展。
离子液体也可以利用其独特的物性为大分子生物化学定量分析提供更好的解决方案。
由于离子液体的作用机理基本上是由其结构所决定，因此在设计用离子液体作载体的生物活性分子时，可以实现高效和生物选择性的设计，从而最大限度地提高效率。
四、离子液体在化学反应中的其他应用离子液体还有很多其他的应用，例如，离子液体可以帮助通过不同的催化机制，控制反应的化学副产物，实现精细化的工艺控制；离子液体还可以通过光化学反应实现某些特殊化合物的制备和应用，提高生产过程的效率，减少污染物的排放。
离子液体在化工过程中的应用研究
离子液体在化工过程中的应用研究离子液体，也被称为熔盐或液态盐，是一种特殊的液体，其特点是其熔点较低，通常在室温下就呈现液态。
由于离子液体的特殊性质，它们在化工过程中发挥着重要的作用。
本文将从四个方面介绍离子液体在化工过程中的应用研究。
首先，离子液体在催化剂领域中的应用备受关注。
传统催化剂常常受限于溶解性差、活性低和难以回收等问题。
而离子液体具有良好的溶解性和催化性能，可以作为理想的溶剂或反应介质。
离子液体可以被设计成具有高效催化活性的复合催化剂，以实现多相催化反应。
此外，离子液体还能够通过改变其组成和结构来调控催化反应的速率和选择性。
其次，离子液体在化学分离和萃取过程中的应用也是一项重要的研究方向。
由于离子液体具有较低的挥发性和可调控的物理化学性质，它们可用作萃取剂、萃取介质和分离剂，广泛应用于化工领域。
离子液体的高选择性和容易回收的特性使其成为石油提取、金属离子提取和有机合成等过程中的理想分离剂。
再次，离子液体在电化学领域中具有广泛的应用潜力。
离子液体的电导率高、稳定性好以及对电化学反应具有调控性能，使其成为电池、超级电容器、电解液和电化学传感器等器件中的理想介质。
离子液体在电化学反应中可以提供额外的溶剂效果、增强离子传输和扩大电化学窗口，从而改善电化学过程的效率和性能。
最后，离子液体还在绿色化学和环境保护中得到了广泛的应用。
由于其低挥发性和非挥发性的特点，离子液体被广泛应用于替代有机溶剂、可再生能源催化和CO2捕获等领域。
离子液体还可以通过调控其结构和性质，以实现高效能源利用和废物资源化，促进可持续发展和绿色化学的发展。
综上所述，离子液体在化工过程中具有广泛应用的潜力，从催化剂设计到化学分离、电化学和绿色化学等领域。
随着对离子液体性质和结构的进一步研究，我们可以预见离子液体将会在化工工艺中发挥更大的作用，并为实现绿色、高效和可持续的化工产业做出贡献。
铜冶炼中离子液烟气脱硫技术工艺的运用
铜冶炼中离子液烟气脱硫技术工艺的运用文章首先对离子液循环吸收法进行简要介绍，在此基础上对离子液烟气脱硫技术工艺在铜冶炼中的应用进行论述。
期望通过本文的研究能够对促进铜冶炼工业的发展有所帮助。
标签：铜冶炼；离子液体；烟气脱硫1 离子液循环吸收法简介所谓的离子液体实质上就是由阴、阳离子组合而成的液体，其归属于离子化合物的范畴，熔点低是离子液体最为突出的特点。
离子液体中的阳离子以咪唑阳离子为主，阴离子则以卤素离子和其它无机酸离子为主。
近年来随着业内对离子液体的研究不断深入，合成出一些新型的离子液体，这对离子液体的推广应用，起到了一定的促进作用。
离子液体无味、不燃，蒸汽压非常低，由此使其可在高真空体系中应用，并且还能有效减少因挥发而造成的环境污染；离子液体可以溶解有机物和无机物，反应过程可在均相条件下完成，设备体积随之减少；可操作的温度范围相对较宽，从零下30℃到零上300℃，热稳定性和化学稳定性都十分良好，容易与其它物质分离，并且可循环再利用；在室温条件下，离子液体具有较大的粘度，可在分离、催化、有机合成以及电化学等领域中应用，具有广泛的适用性。
离子液循环吸收法具有脱硫效率高，并且可对脫硫效率进行灵活调节的特点，在脱硫过程中的适应范围较宽，含硫量从0.02-5%均可适用，整个工艺过程的能耗较低，同时，脱硫系统的运行稳定、可靠，不会造成二次污染，吸收液可以再生，能够进行循环利用，副产品可作为硫化工产品的优良原料，在脱除SO2的过程中，不会释放NH3及CO2等气体，符合国家提出的环境保护要求，与传统的脱硫技术工艺相比，其综合经济效益十分明显，图1是离子液体脱除SO2的工艺流程。
2 离子液烟气脱硫技术工艺在铜冶炼中的应用铜作为人类发现最早的一种有色金属，它的用途十分广泛，相关调查资料显示，铜的产量和消耗量非常大，在全部有色金属中，仅次于铝，排名第二。
在这一背景下，推动了铜冶炼工艺的发展，然而，与铜冶炼过程密切相关的脱硫方式，却仍然沿用着传统的技术方法，这与铜冶炼工艺不相适应，由此导致脱硫介质大量消耗，伴随脱硫过程生成的副产物，对环境造成了一定程度的污染和破坏，与国家大力提倡的环保理念相违背。
离子液体冶金中的应用课件
降低能耗
离子液体提取过程可在较 低温度下进行，降低能耗 和生产成本。
离子液体在金属分离和富集中的应用
金属离子分离
离子液体可于分离和富集不同 金属离子，实现高纯度金属的制
备。
简化流程
离子液体可直接用于金属离子的分 离和富集，简化传统工艺流程。
高回收率
通过离子液体萃取，可实现金属离 子的高回收率。
离子液体在金属腐蚀防护中的应用
防腐保护
离子液体可作为金属表面 的防腐涂层，有效防止金 属腐蚀。
环保友好
离子液体无毒、无害，对 环境友好，符合绿色化学 理念。
长寿命
离子液体防腐涂层具有较 长的使用寿命，降低维护 成本。
离子液体在冶金中
03
的优势与挑战
离子液体在冶金中的优势
高溶解性
离子液体具有高溶解性，能够有效地溶解金属和金属氧化物，从而简 化冶金过程。
可循环使用
离子液体具有良好的热稳定性和化学稳定性，可以在高温和氧化还原 环境中使用，且使用后可回收再利用。
提高金属回收率
离子液体能够有效地提取和分离金属，提高金属回收率，降低生产成 本。
环保友好
离子液体无毒或低毒，使用过程中不会产生有害物质，对环境友好。
离子液体在冶金中面临的挑战
成本较高 目前，离子液体的生产成本相对 较高，限制了其在冶金领域的大 规模应用。
降低成本
未来研究应致力于降低离子液 体的生产成本，提高其在冶金
领域的应用价值。
优化提取条件
进一步优化离子液体的提取条 件，提高提取效率和稳定性。
拓展应用范围
探索离子液体在冶金领域更广 泛的应用，如处理复杂矿石、 稀有金属的提取等。
加强基础研究
离子液体在化工领域中的应用与工艺优化
离子液体在化工领域中的应用与工艺优化离子液体是一种具有特殊物理化学性质的新型溶剂，由离子构成的液体在常温下存在。
由于其独特的结构和性质，离子液体在化工领域中得到了广泛的应用，并为化工领域带来了许多新的发展机遇和挑战。
本文将重点探讨离子液体在化工领域中的应用及工艺优化问题。
一、离子液体的特性及优势离子液体是一种无机盐或有机阳离子和阴离子构成的电解液，在常温下可以存在于液态状态。
与传统有机溶剂相比，离子液体具有以下几个显著的特点：1. 良好的热稳定性：离子液体具有很高的热稳定性，可以在较高温度下进行化学反应而不发生分解。
2. 优异的电导率：离子液体中带电荷的离子可以有效传导电荷，使其在电化学领域有着广泛的应用。
3. 可调性强：离子液体的性质可以通过改变阳离子和阴离子的组成来实现调控，具有很强的可调性。
4. 低蒸气压：由于离子液体中离子之间的强烈相互作用力，使得其蒸气压很低，不易挥发。
基于以上特点，离子液体在化工领域中有着广泛的应用前景，可以用于溶剂、催化剂、分离剂等多个方面。
二、离子液体在化工领域中的应用1. 溶剂领域：由于离子液体具有优良的溶解性和可调性，因此在溶液和反应介质方面有着广泛的应用。
例如，离子液体可以替代有机溶剂用于有机合成反应中，提高反应产率和选择性。
2. 催化剂领域：离子液体可以作为良好的催化剂载体，与金属离子组成配合物，用于有机合成和氧化反应中，提高催化效率和选择性。
3. 分离剂领域：离子液体可以作为有效的萃取剂或萃取溶剂用于气体、液体或固体的分离过程中，具有高效、环保和可持续的特点。
4. 电化学领域：离子液体在电化学领域有着广泛的应用，例如用作电解质、电极材料、电容器等，具有优异的电导率和稳定性。
三、离子液体在化工生产中的工艺优化1. 工艺流程设计优化：在应用离子液体的化工生产中，需要优化工艺流程设计，减少能耗、提高产量和产品质量。
可以通过改进反应条件、优化溶剂体系等方法实现。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
其氧化物的溶解与腐蚀、活泼金属镁铝钛电沉积及黄铜矿湿法冶金方面的应用. 研究工作显示，离子液体的应用可以
使冶金反应在室温或接近室温下进行, 可大幅度降低能耗和生产成本, 减少环境污染.
关键词：离子液体；有色金属；腐蚀；电沉积；湿法冶金；黄铜矿
中图分类号：TF114.5
文献标识码：A
文章编号：1009−606X(2009)01−0200−09
202
过程工程学报
第9卷
Y 是 Lewis 或 Brφnsted 酸，而 n 是 Y 分子的个数. 这类 离子液体中通常由于含有的 X 和 Y 不同会表现出 Lewis 或 Brφnsted 酸碱性，即其酸碱性可以通过调节 X 和 Y 的比例来实现. 这类离子液体根据实际应用情况又可分 为 3 类：I 类 Y 为 MClm，其中 M 为 Zn, Sn, Fe, Al 和 Ga；II 类 Y 为 MClm⋅iH2O, 其中 M 为 Cr, Co, Cu 和 Ni； III 类 Y 为 RZ，其中 R 是烷基，Z 为 CONH2, COOH 和 OH. 有关离子液体中金属电沉积的研究工作已经有很 多综述[16−18]. 本文主要介绍离子液体在有色金属铝、镁 和钛电沉积中的应用情况.
3 离子液体在有色金属铝镁钛电沉积 中的应用
电沉积是指金属或合金从其化合物的水溶液、非水 溶液或熔盐中电化学沉积的过程，它是金属电解冶炼、 电解精炼、电镀、电铸过程的基础，是获得金属和合金 普遍使用的方法. 作为电化学沉积中的电解质，水溶液 受水的电化学窗口的限制，熔盐则一般温度较高. 而离 子液体作为一种新兴的绿色溶剂，它是完全由离子组成 的室温熔盐体系，具有良好的导电性和较宽的电化学窗 口(一般>4 V)，是金属电沉积的一种非常有前途的“绿 色”电解质.
收稿日期：2008−09−12，修回日期：2008−10−29 基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：50564006)；云南省自然科学基金重点资助项目(编号：2005E0004Z)；云南省自然科学面上基金资助项目(编
号：2008E0004A)；云南省教育厅研究基金重点资助项目(编号：07Z40082) 作者简介：田国才(1976−)，男，云南省曲靖市人，博士，副教授，冶金物理化学专业，Tel: 0871-5198154, E-mail: tiangc@.
本课题组在前期电解实验中发现作为电极的铜片 在离子液体中放置一段时间后会变得光亮，且发生失重 现象，杨坤[15]对室温下铜在 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼 酸盐([Bmim]BF4)离子液体中的溶解进行了详细研究， 表明铜可以溶解在[Bmim]BF4 离子液体中，随着温度的 升高溶解速度加快且与温度呈线性关系，溶解了铜的离 子液体放置后会析出 Cu(BF4)2 浅蓝色光亮针状晶体，铜 以 Cu2+离子形式存在于离子液体中. 同时，我们对 Zn, Fe, Mg, Al, Cu 等金属在不同离子液体中的情况作了深 入研究，发现金属在离子液体中的溶解使其以金属离子 的形态而不是以化合物的形式直接进入离子液体中.
金属，且无副反应，因而得到的金属质量更好，特别是 对铝、钛、硅和锗等很难在水溶液中电沉积得到的金属 更是如此. 离子液体的上述特性及其良好的电导率使之 成为电沉积研究的崭新的电解质. 在金属及其氧化物的 溶解腐蚀、矿物中有价元素提取分离等方面，离子液体 具有不易挥发和燃烧、可溶解许多无机物和有机物、易 通过物理方法再生的优点，是一种新型“绿色”溶剂. 这 些特性使其在冶金和材料制备领域尤其是有色金属提 取与分离等方面具有广阔的应用前景. 在国家自然科学 基金的资助下，中国科学院过程工程研究所、长春应用 化学研究所、中南大学、昆明理工大学等单位陆续开展 了相关研究工作，并取得了一定进展. 本文就国内外这 一领域的研究热点、进展和趋势，结合本课题组开展的 研究工作，着重介绍离子液体在金属及其氧化物的溶解 与腐蚀、活泼金属镁铝钛电沉积及黄铜矿湿法冶金中的 应用.
Uerdingen 等[10]研究了 90 ℃时碳素钢、奥氏体不锈 钢、镍基合金 C22、铜、黄铜和铝(AlMg3)在 7 种离子液 体中的腐蚀情况，发现合金 C22 一般不腐蚀，在稀释的 以磷酸二甲酯为阴离子的离子液体中它也仅为中度侵 蚀，碳钢和铝在离子液体中的腐蚀情况主要依赖于离子 液体中阳离子成分和阴离子的化学结构，在稀离子具有更高 的腐蚀性，铝合金一般不被腐蚀，铜、黄铜在温度较高 的离子液体中腐蚀严重. 但在离子液体中金属材料上形 成表面层的类型和性质尚不清楚.
离子液体是室温离子液体的简称[1]，是由特定有机 阳离子和阴离子构成的在室温或接近室温下呈液态的 熔盐体系，它具有一系列独特的物化性能，是一种真正 的“绿色”溶剂，已广泛和成功地用于材料制备、催化、 金属电沉积、燃料电池等领域[2−4]. 离子液体作为一种溶 剂，提供了与传统分子溶剂完全不同的环境，一些化学 反应(包括电化学反应)在离子液体中进行则可能取得与 传统化学不同的令人惊异的结果. 在金属的电解精炼方 面，离子液体是一种理想的室温液态电解质，它融合了 高温熔盐和水溶液的优点：具有较宽的电化学窗口，在 室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属 和合金，但没有高温熔盐那样的强腐蚀性；同时，在离 子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的
第 9 卷第 1 期 2009 年 2 月
过程工程学报 The Chinese Journal of Process Engineering
Vol.9 No.1 Feb. 2009
离子液体在有色金属冶金中的应用
田国才， 李 坚， 华一新
(昆明理工大学材料与冶金工程学院，云南 昆明 650093)
摘 要：离子液体作为一种新型绿色溶剂在有色金属提取与分离中有着重要作用. 本文着重介绍了离子液体在金属及
2003 年 Arena 等[9]详细研究了 1018 碳钢在氯化-1丁基-3-甲基咪唑([C4mim]Cl)、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷 酸 盐 ([C6mim]PF6) 、 1- 辛 基 -3- 甲 基 咪 唑 六 氟 磷 酸 盐 ([C8mim]PF6)、1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲磺酰)亚胺盐 ([C4mim]Tf2N)离子液体中的腐蚀行为，发现 1018 碳钢 在离子液体中的抗腐蚀性非常优秀，腐蚀速率很低，仅 为 3∼13 µm/a.
1 前言
有色金属是我国的重要战略资源，是航空航天、交 通、电子信息和能源工业等产业部门发展的重要物质基 础. 近几年来我国有色金属工业取得了举世瞩目的成 就，有色金属总产量已连续 6 年世界第一，其中铝产量 最大，位居 10 种有色金属之首. 虽然我国有色冶金工业 取得了极大成绩，但仍存在生产流程长、操作复杂、能 量消耗巨大、污染严重等问题. 此外，国家明确提出了 “十一五”期间国内单位生产总值能耗降低 20%左右，主 要污染物排放总量减少 10%的约束性指标. 在这样的新 形势下如何在满足国民经济高速发展对有色金属需求 的同时在原来的基础上再降低能耗、减少污染物排放 量，已成为当今绿色冶金电化学和环保工业刻不容缓的 任务. 离子液体的出现及其发展为有色金属提取与分离 提供了一种新的可能途径.
近来，Abbott 等[11]研究了碳钢、不锈钢、镍合金在 离子液体中的溶解和腐蚀情况，发现 Cu 和其他金属(如 Pt, Au, Al 和 Ti 等)在有氯离子存在的离子液体中会被氧 化而溶解进入液体中，而金属在高浓度的离子液体中则 作为还原物被破坏，氯离子则作为很好的配位体来溶解 金属. Perissi 等[12]研究发现，铜、镍、AISI1018 钢、黄 铜等在[C4mim]Tf2N 离子液体中有腐蚀溶解，腐蚀电流 密度由温度分别为 150, 250, 275 和 325 ℃浸泡 48 h 的实 验结果外推和由极化电阻测得. Abbott 等[13]系统研究了 金属氧化物 ZnO, CuO 和 Al2O3 在氯化胆碱及硫脲形成 的离子液体中的溶解情况，发现离子型氧化物(如 ZnO, CuO)可以非常好地溶解在该离子液体中，而共价型的氧 化物(如 Al2O3)则很难溶解. 最近马江华等[14]研究发现， 20 ℃时 Al2O3 可以溶解在 1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐 ([Mmim]HSO4)中，溶解度为 3.81 g/L，可以满足直接电 沉积的需求.
2 离子液体中金属及其氧化物的溶解 与腐蚀
金属的氧化过程对金属提取与分离、废旧金属回 收、催化剂预处理等都至关重要. 通常金属氧化物在大 多数分子溶剂中都不溶解，往往需要使用强酸溶液或高 温熔盐溶解，存在酸耗大、酸性废水难循环利用、环境 负担重、能耗高、腐蚀性强等问题. 寻找一种节能、环 保、选择性高和溶解性好的溶剂来溶解金属及其氧化物 对金属的提取、分离和提纯及金属防腐保护等具有重要 意义，离子液体这一“绿色”溶剂的出现提供了可能. 研 究发现离子液体可溶解有机物、无机物、有机金属、聚 合物等不同物质，是许多化学反应的良好溶剂且溶解度
第1期
田国才等：离子液体在有色金属冶金中的应用
201
相对较大. 它被广泛应用于金属络合物光谱学研究，溶 解纤维素、吸收 CO2 及 SO2 等气体[2−4]. 近年来，一些 学者已经开展了离子液体中金属及其氧化物的溶解与 腐蚀方面的研究工作，并取得了一定进展.
早在 1998 年 Behl 等[5]研究发现铝在室温下的熔融 盐 1- 乙 基 -3- 甲 基 咪 唑 - 二 ( 三 氟 甲 基 磺 酰 ) 亚 胺 ([Emim]Tf2N)中会溶解. 随后，一些学者[6−8]研究发现锂 电池的电流载体铝的保护层 Al2O3 在室温熔融盐中由于 电解质阴离子的作用，通常容易被破坏，进而金属也发 生了溶解. 这一研究结果使人们认识到金属及其氧化物 可以溶解在离子液体中，为此开展了一系列的研究工作.