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锂作为21世纪战略性能源金属,其稳定同位素6Li和7Li在未来新能源工业中具有重要的地位。由于两者核外电子结构完全相同,仅在质量数上存在微小差异,因而分离极为困难。已有文献报道冠醚、穴醚对锂离子特殊的选择性,本文基于联萘冠醚为萃取剂、离子液体为萃取介质进行绿色萃取分离锂同位素新体系的探究,具体研究内容如下:1.合成2,2’-联萘-17-冠-5(BN-17-5)和三种憎水型咪唑基离子液体,即1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酸)亚胺盐。利用元素分析(EA)、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)和质谱(MS)等分析方法对合成的产物进行结构表征并确定其组成。2.建立以BN-17-5为萃取剂、咪唑基离子液体为萃取溶剂的液-液萃取分离锂同位素体系。考察了锂盐的浓度及初始p H、锂盐阴离子、BN-17-5的浓度、萃取温度和时间等参数对萃取分离的影响。在最佳萃取条件下,获得最大萃取率为15.1%,最大单级分离系数为1.046±0.002,表明轻同位素6Li富集于离子液体相,重同位素7Li富集于水相。通过斜率分析法得到BN-17-5和锂离子在离子液体相形成1:1配合物Li(BN-17-5)+,并初步探讨了液-液萃取分离机理。以1 mol L-1的盐酸溶液对配合物中锂离子进行反萃取。3.采用溶胶-凝胶法和直接浸渍法两种物理负载离子液体的方法,分别制备了掺杂BN-17-5和离子液体的硅胶材料IL17-5SGs和浸渍树脂IL17-5IRs,并将其作为吸附剂用于固-液萃取分离锂同位素。对锂盐浓度、水相起始p H、萃取时间和锂盐阴离子等参数进行了优化,并对IL17-5SGs和IL17-5IRs萃取分离锂同位素行为进行探讨和比较。相比IL17-5SGs萃取体系,IL17-5IRs体系具有较高的萃取率和较短的萃取平衡时间。通过对体系热力学参数研究,表明萃取锂同位素过程为自发过程,且温度对萃取分离锂同位素影响很小。在最佳萃取条件下,获得最大萃取率为15.86%,最大单级分离系数为1.048±0.002,表明轻同位素6Li富集于固体相,重同位素7Li富集于水相。模拟得到冠醚-锂配合物的最优结构,并对固-液萃取分离机理进行了研究。吸附剂材料IL17-5SGs和IL17-5IRs经盐酸溶液处理易于再生,并且可重复利用。4.为了进一步提高复合材料的稳定性,以merrifield树脂为支撑担体,采用化学负载离子液体法,分别制备了三种BN-17-5-键合离子液体的树脂PSIL17-5s,并以此作为吸附剂进行固-液萃取分离锂同位素的研究。对影响锂同位素分离的一系列因素进行探讨和优化,并对体系的萃取分离机理进行了研究。通过探讨不同温度对萃取分离过程的影响,得到了体系的热力学参数。在最佳萃取条件下,获得最大萃取率为15.95%,最大单级分离系数为1.048±0.002,表明轻同位素6Li富集于固体相,重同位素7Li富集于水相。循环使用试验表明:与IL17-5SGs和IL17-5IRs材料相比,PSIL17-5s具有更高的稳定性和更好的再生性。