基于有机磷的离子液体，用于从废弃锂离子电池中提取有价值的金属

《AIChE Journal?AIChE》：Organic phosphorus-based ionic liquids for extraction of valuable metals from spent lithium-ion batteries

　　

摘要

传统的膦酸萃取剂（如P507）通常具有较低的萃取效率。本文提出了一种协同萃取策略，通过将P507与利多卡因（Lid）结合使用，提高从废弃锂离子电池（LIBs）酸性浸出液中回收和分离有价值金属的效率，从而无需进行皂化预处理和酸化处理。金属的萃取过程通过离子交换和配位机制共同作用完成。量子化学计算和分子动力学模拟揭示了离子液体[LidH][P507]中的金属结合位点，为协同萃取剂的设计提供了理论指导。该系统能够高效回收Co²⁺（98.85%）、Ni²⁺（95.13%）和Mn²⁺（99.97%），分离系数分别达到250.56、56.70和10623.11。同时，也实现了高效且选择性的Li⁺回收。这项工作为基于离子液体的萃取剂的设计提供了指导，并为废弃LIBs的回收提供了一种高效、无溶剂的解决方案。

数据可用性声明

复合物的结构通过Gaussian 16软件进行了优化（见图S1）。合成的离子液体[LidH][P507]的热重分析（TGA）结果见图S2。利多卡因（Lid）、P507以及合成的离子液体[LidH][P507]的核磁共振（H NMR）谱和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）见图S3。原始有机相和再生有机相的傅里叶变换红外光谱见图S4S5S6S1_xCo_yMn_1-x-yO₂电池的酸浸出液中金属离子的浓度见表S21-6和图9, 10中的数值数据见表S3–S13。