低共熔离子液体参与的海水中锂离子、钾离子的微胶囊萃取研究

The project aims at the extraction of lithium ion and potassium ion from seawater by microcapsules containing the complex separating agents which consist of deep eutectic solvents as the main separating agent and non-ionic-liquid-based compound as the auxiliary separating agent. The molecular interaction mechanism between deep eutectic solvents and lithium ion (or potassium ion) will be investigated, the influences of the complex separating agents and other metal ions (such as sodium ion, magnesium ion) in seawater on liquid-liquid distribution coefficients of lithium ion (or potassium ion) will be studied, and the synergistic effects between the main and auxiliary separating agent will be discussed. Non-circular microchannels based on 3D printing technology will be printed and be used to fabricate microcapsules. Extraction and backward extraction of lithium ion and potassium ion from seawater by microcapsules containing deep eutectic solvents will be investigated, and the mathematical models and design strategies for the extraction and backward extraction will be proposed. The project will provide important technical supports for the development of the extraction of lithium ion and potassium ion from seawater by microcapsules and for the industrial applications of deep eutectic solvents. The project is of significant academic values and social benefits.

本项目拟采用疏水型低共熔离子液体为主分离剂、非离子液体的分离剂为辅助分离剂，组成复合萃取分离剂，并将其包裹在微胶囊中，用于海水中锂离子、钾离子的高效微胶囊萃取。项目借助分子模拟方法考察疏水型低共熔离子液体与锂离子、钾离子的相互作用机理；研究复合萃取分离剂、海水中共存的其它金属离子（如钠离子、镁离子）等对锂离子、钾离子液液分配系数的影响，探讨主、辅萃取分离剂的协同效应；基于3D打印技术制备异形微管，并借助异形微管实现微胶囊的可控制备；研究海水中锂离子、钾离子微胶囊萃取/微胶囊反萃过程的各种影响因素，建立相关的微胶囊萃取/微胶囊反萃过程的数学模型，提出锂离子、钾离子微胶囊萃取/微胶囊反萃过程的优化设计策略。项目将对海水中锂离子、钾离子微胶囊萃取过程的工业化开发以及低共熔离子液体的工业化应用提供重要的技术支撑，项目具有重要的学术价值和社会效益。

本项目采用疏水型低共熔离子液体为主分离剂、非离子液体的分离剂为辅助分离剂，组成复合萃取分离剂，并将其包覆在微胶囊中，用于海水中锂离子、钾离子的微胶囊萃取。项目借助分子模拟方法考察了疏水型低共熔离子液体与锂离子、钾离子的相互作用机理；研究了复合萃取分离剂、海水中共存的其它金属离子（如钠离子、镁离子等）等对锂离子、钾离子液液分配系数的影响，探讨了主、辅萃取分离剂的协同效应，提出了水中锂离子、钾离子萃取/反萃过程的优化设计策略；基于3D打印技术制备了异形微管，并借助异形微管实现了微胶囊的制备；探讨了水中锂离子微胶囊萃取/微胶囊反萃过程的影响因素，建立了相关的微胶囊萃取过程的数学模型，考察了微胶囊反萃的过程特性；项目还进行了低共熔离子液体的物性研究和微管的过程强化研究。项目可为海水中锂离子、钾离子萃取过程的工业化开发以及低共熔离子液体的工业化应用提供重要的技术支撑，项目具有重要的学术价值和社会效益。