本发明提供了一种从硫磷混酸体系中提取铈（IV）及制备磷酸铈纳米材料的方法，该方法以双功能离子液体为萃取剂、以正庚烷为稀释剂，从硫磷混酸体系中萃取铈（IV），得到负载铈（IV）的有机相，所述硫磷混酸体系中包括铈（IV）离子；所述双功能离子液体为二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸三烷基甲基铵、2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯三烷基甲基铵和膦酸二(2-乙基己基)酯三烷基甲基铵中的一种或几种。在本发明中，所述双功能离子液体对铈（IV）有较强的萃取能力和高选择性，能够分离铈（IV）和钍（IV）、其他稀土（III），且通过还原反萃负载有机相制备磷酸铈纳米材料，使得体系中的铈（IV）、磷得到了一定的回收。