水溶性三价镧锕分离配体研究进展
2024-02-13田德顺鲍明杰康宇李鹏程王力
当代化工研究 2024年1期
关键词:结构
*田德顺 鲍明杰 康宇 李鹏程 王力*
(1.武汉工程大学材料科学与工程学院 湖北 430000 2.首都师范大学化学系 北京 100048)
1.前言
核能是一种清洁、高效、低碳的能源,在我国能源结构中占有重要的地位,但核反应产生的乏燃料的安全处理已经成为我国乃至全世界无法回避的重大问题[1]。乏燃料的主要成分包括94%未被利用的铀、1%新生的钚、0.1%的次锕元素以及其他裂变产物。虽然次锕系元素仅占乏燃料的0.1%,但却是长期放射性的主要来源。“分离-嬗变”(Partitioning and Transmutation,P&T)策略旨在通过将放射性核素分离后经中子轰击处理转变成寿命较短的核素,进而有效的消除放射性元素带来的环境威胁,嬗变效率取决于三价镧锕元素的有效分离(镧系元素具有较大的中子吸收截面从而降低嬗变率)[2]。
三价镧锕元素的液-液萃取分离主要可以通过两种方式来实现:一种是使用脂溶性配体将水相中的三价镧锕元素选择性萃取到有机相中,通过二者在两相中的分配比不同从而实现分离。根据Person软硬酸碱理论,Ans(III)是比Lns(III)更软的Lewis酸,更倾向于与软“N”原子结合,因此大量的含N杂环配体被广泛的报导和研究[3-4],如CyMe4-BTP、CyMe4-BTBP、CyMe4-BTPhen。然而纯N类配体通常对金属离子的萃取能力过强,导致反萃困难且致溶基团四甲基环已烷(CyMe4)结构合成引入难度较高导致配体成本升高[5]。
相比之下,配体上同时含有N和O的酰胺类配体(PhenDA)表现出了较为均衡的萃取和反萃性能,但是其分离因子较低且在常规稀释剂中溶解度有限[6]。实现有效镧锕分……
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