萃取過程中微觀到宏觀的多尺度超分子組裝
——離子液體的特異性功能

史 策，沈興海

北京分子科學國家研究中心，放射化學與輻射化學重點學科實驗室，應用物理與技術研究中心，北京大學，化學與分子工程學院，北京 100871

液-液萃取作為一種最為傳統和成熟的分離方法，在金屬離子的分離與富集中有著廣泛的應用[1-8]。傳統的液-液萃取化學通常假定萃取劑和萃合物在萃取有機相中以單分子的狀態存在，探究金屬離子配位作用和水合作用等對萃取機理和效率的影響，較少考慮兩相中萃取劑和萃合物分子的聚集狀態[1]。但實際上萃取劑和萃合物可能具有較強表面活性，萃取體系中可進一步形成多種超分子聚集體，如膠束、囊泡等[2-6]。本課題組綜述了反相膠束與微乳液萃取分離金屬離子的最新進展[2]。這些超分子組裝過程通常均局限于微觀或介觀尺度。最近，本課題組發現在離子液體萃取體系界面形成宏觀超分子組裝(macroscopic supramolecular assembly, MSA)新現象[9-10]，表明萃取體系中的超分子組裝可以進一步發展至宏觀尺度。這為研究溶劑萃取機理，進而開發新的分離方法和流程提供了新的思路。

液-液萃取是一個界面相互作用的過程。由于萃取體系的界面行為復雜，缺少有效的研究手段，所以萃取體系的界面性質和界面行為還有待進一步研究。目前，已經有工作發現，在金屬離子的萃取過程中，金屬離子與萃取劑分子之間的相互作用發生在液-液界面處[7-8]。顯然，深入分析萃取體系界面性質和萃取過程中金屬離子、萃取劑分子的界面行為是一種十分直接而本質的研究策略。……