甲基膦酸二-(1-)甲庚酯萃取硝酸锆的机理

中性磷型萃取剂甲基膦酸二-(1-)甲庚酯(简称DMHMP)在硝酸溶液中萃取硝酸锆生成三种形式萃合物:Zr(NO_3)_4·2DMHMP,Zr(NO_3)_4·2DMHMP·2HNO_3和Zr(NO_3)_4·2DMHMP·3HNO_3。用对数函数外推和优选计算相结合的方法,求得萃取反应平衡常数:K_(020)=1.09×10~3,K_(022)=6.25×10~3,K_(023)=1.50×10~4,求得Zr(NO_3)_i~(4-i)的各级积累稳定常数β_1=2.13,β_2=2.62,β_3=3.39,β_4=6.18。     

甲基膦酸二(1-甲庚)酯对Np(Ⅳ)的萃取行为北大核心CSCD

研究了以煤油为稀释剂、甲基膦酸二(1-甲庚)酯(DMHMP)对硝酸介质中Np(Ⅳ)的萃取性能,考察相接触时间、萃取剂浓度、硝酸根浓度、HNO_(3)浓度和温度对Np(Ⅳ)萃取分配比的影响。萃取过程主要以中性分子形式对Np(Ⅳ)进行萃取,利用斜率分析方法对萃取机理进行了探究,表明萃合物的组成为Np(NO_(3))_(4)·2DMHMP。该反应的焓变为负值,表明萃取反应为放热反应。     

甲基膦酸二甲庚酯对Zr(Ⅳ)的萃取行为

以正十二烷为稀释剂,研究了甲基膦酸二甲庚酯(DMHMP)萃取剂对硝酸介质中Zr(Ⅳ)的萃取性能。从3.0 mol/L HNO₃中萃取Zr(Ⅳ)的分配比与萃取剂浓度及硝酸根浓度的关系表明：萃取过程中DMHMP以中性萃取剂形式与Zr(Ⅳ)配位,萃取反应方程式主要为： Zr⁴⁺+2DMHMP+4NO^-₃=Zr(NO₃)₄·2DMHMP 随着硝酸浓度的增大,还会生成Zr(NO₃)₄·2DMHMP·2HNO₃和Zr(NO₃)₄·2DMHMP·3HNO₃。该反应为放热反应,降低温度有利于DMHMP对Zr(Ⅳ)的萃取。     

甲基膦酸二(1-甲庚)酯萃取硝酸铀酰和硝酸钍机理研究

本文研究了甲基膦酸二(1-甲庚)酯(DMHMP)苯溶液萃取硝酸铀酰和硝酸钍的机理。分别测定了萃合物的组成为UO_2(NO_3)_2·2DMHMP和Th(NO_3)_4·3DMHMP。在恒定离子强度μ=2.0时,求得了DMHMP萃取硝酸铀酰和硝酸钍的平衡常数分别为1gK_U=4.6,1gK_(Th)=4.3。同时用Leden法求出了硝酸钍络合物的四级累积稳定常数β_1=8.0,β_2=5.2,β_3=0.8,β_4=1.3,与计算机算得结果基本一致。对萃取分配比的实验值和计算值进行了比较,结果相符。还比较了磷酸三丁酯(TBP)对铀钍的萃取数据,表明DMHMP用于铀钍的分离和纯化上是一种性能优于TBP的萃取剂。     

N,N'-二(2-乙基己基)二甘酰胺酸对Dy(Ⅲ)的萃取

以正十二烷作为稀释剂,研究了N,N'-二(2-乙基己基)二甘酰胺酸(HDEHDGA,简称HL)萃取剂对硝酸介质中Dy(Ⅲ)离子的萃取性能。结果表明:该萃取剂对Dy(Ⅲ)有良好的萃取性能,在硝酸浓度为0.3~4.0mol/L时,Dy(Ⅲ)的分配比(D(Dy))随水溶液中平衡酸度的增加先减小后增大,在HNO_3浓度大约为1.0mol/L时,分配比最小。萃取分配比随水相硝酸浓度变化的关系表明,HDEHDGA萃取Dy(Ⅲ)的机理随硝酸浓度变化而不同。从3.0mol/L HNO_3中萃取Dy(Ⅲ)的分配比与萃取剂浓度及硝酸根浓度的关系表明,萃取过程中HDEHDGA主要以中性萃取剂形式与Dy(Ⅲ)配位,萃取反应方程式可能为:Dy(Ⅲ)+2HL+3NO_3~-=Dy(Ⅲ))(HL)_2(NO_3)_3该反应为放热反应,反应的热焓为-63.38kJ/mol,降低萃取温度有利于HDEHDGA对Dy(Ⅲ)的萃取。     

二（2—乙基己基）亚砜和磷酸三丁酯萃取铀,钍性能的比较

对二(2-乙基己基)亚砜(DEHSO)和磷酸三丁酯(TBP)萃取Th、U的性能进行了比较,研究了水相HNO_3浓度、萃取剂浓度、温度等因素对萃取Th、U的影响。DEHSO与U、Th和HNO_3形成的萃合物为UO_2(NO_3)_2·2DEHSO,Th(NO_3)_4·2DEHSO和HNO_3·DEHSO。在本实验浓度条件下测得萃取U、Th及NHO_3反应的平衡常数为14.9、0.027、0.13,U、Th萃取反应的热焓为-44.30和-42.50kJ/mol。同时试验了有机相中U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的反萃。     

冠醚萃取钍(Ⅳ)的化学平衡及其萃合物的红外光谱

本文研究了数种冠醚的1,2-二氯乙烷溶液从硝酸、盐酸和苦味酸等水溶液中萃取钍的行为。在硝酸介质中,钍与二环己基-18-冠-6(DC18C6)或二环己基-24-冠-8(DC24C8)形成了萃合物Th(NO_3)_4·2L·HNO_3(L为冠醚)。其相应的萃取平衡常数(25℃)经测定分别为:K_(DC18C6)=3.98和K_(DC24C8)=6.30。 测定了萃合物Th(NO_3)_4·2DC18C6·HNO_3和Th(NO_3)_4·2DC24C8·HNO_3的红外光谱。差示光谱的特征吸收峰表明,金属离子和冠醚环上氧配位原子之间可能存在直接的键合,以及萃合物中NO_3根参与配位。     

甲基膦酸二甲庚酯对硝酸介质中Pu(Ⅳ)的萃取

研究了HNO₃介质中甲基膦酸二甲庚酯(DMHMP)对Pu(Ⅳ)的萃取性能,考察了DMHMP浓度、NO^-₃浓度、HNO₃浓度以及温度对Pu(Ⅳ)分配比的影响。确定了DMHMP萃取Pu(Ⅳ)的萃合物的组成为Pu(NO₃)₄·2DMHMP,其萃取反应方程式为:■其中Pu(Ⅳ)与NO^-₃形成中性分子,再与DMHMP结合成为中性配合物进入有机相。在实验范围内Pu(Ⅳ)分配比与DMHMP浓度的平方、NO^-₃浓度的四次方成正比,萃取过程为放热反应,反应的焓变为-34.46 kJ/mol。     

DMHMP+HTTA协同萃取硝酸铀酰的机理研究

本文研究了甲基膦酸二(1-甲庚)酯(DMHMP)和噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)苯溶液在硝酸介质中对硝酸铀酰的协同萃取机理,发现有显著的二元协同萃取效应,实验测得了协萃图、协萃系数,确定了协萃络合物的组成为UO_2(TTA)_2·DMHMP。在恒定离子强度μ=0.1时,求得协萃反应的平衡常数1gβ_(12)=3.74,还比较了TBP+HTTA协同萃取UO_2(NO_3)_2的机理。     

铀酰离子光化学研究——Ⅰ.Ar~ 激光对UO_2(NO_3)_2-C_2H_5OH-HNO_3体系U(Ⅵ)的光化学还原

利用氩离子激光器的4880A激光照射UO_2(NO_3)_2-C_2H_5OH-HNO_3溶液体系,研究了乙醇浓度、硝酸浓度、铀(Ⅵ)浓度和温度对铀(Ⅳ)表观量子产额φ的影响。0.01MUO_2(NO_3)_2-1.5MC_2H_5OH-0.5MHNO_3溶液驱氧并保持在氮气氛下光照,φ最高可达0.8左右。当HNO_3浓度大于1.0M时,φ的下降与体系中形成HNO_2有关。对比了加入氨磺酸条件下的实验结果。初步讨论了可能的光化还原U(Ⅵ)-U(Ⅳ)的反应机制。     

Me-TODGA与TODGA萃取锶性能对比

以N,N,N′,N′-四辛基-2-甲基-3-氧戊二酰胺(Me-TODGA)或N,N,N′,N′-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)为萃取剂、磷酸三丁酯(TBP)为相改良剂、煤油为稀释剂,对比研究了水相酸度、萃取剂浓度、锶浓度、温度对Me-TODGA-TBP体系和TODGA-TBP体系萃取Sr~(2+)的影响,并采用斜率法确定了萃合物的组成。结果表明,2种酰胺荚醚萃取Sr~(2+)的分配比(D_(Sr))随HNO_3浓度(c(HNO_3)=0.1～2.7 mol/L)、萃取剂浓度(c(萃取剂)=0.05～0.3 mol/L)的增加而增大,随Sr~(2+)浓度的升高略有下降,随温度的升高而下降。2种萃取剂的萃合物组成分别为Sr(NO_3)_2·3Me-TODGA和Sr(NO_3)_2·2TODGA。萃取反应的ΔH分别为-69.46 kJ/mol和-51.39 kJ/mol,ΔS分别为-190.5 J/(mol·K)和-128.4 J/(mol·K),ΔG分别为-12.68 kJ/mol和-13.12 kJ/mol。相比之下,Me-TODGA萃取Sr~(2+)的分配比不到TODGA的1/5。     

1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮-[5]与中性磷试剂在盐酸介质中对钍的协同萃取

TTA与中性磷试剂(B)对钍的协同萃取,存在着两种不同的协萃机理:在盐酸介质中为加成反应;在硝酸介质中为取代反应。毛家骏曾报道用1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮-[5](PMBP)与DIAMP或TBPO的苯溶液从硝酸介质中对钍的协同萃取,测得协萃物的组成为ThA_3(NO_3)·B及ThA_2(NO_3)_2·2B(A表示PMBP的阴离子)。PMBP     

冠醚与铀酰盐、钍盐的络合物

本文报道了硝酸铀酰、氯化铀酰和硝酸钍与冠醚DB18CR6、B15CR5、18CR6通过溶剂反应制得的8个固体络合物,对这些络合物进行了熔点测定、元素成分测定和红外光谱分析。其中4个络合物的化学组成与文献报道不同,它们的化学式为:UO_2(NO_3)_2·2H_2O·[DB18CR6]_2;[Th(NO_3)_4]_3·[DB18CR6]_5·3H_2O;[Th(NO_3)_4]_2·[B15CR5]_3·2H_2O;[Th(NO_3)_4]_2·[18CR6]_3·2H_2O。     

Purex流程中界面物的形成和机理研究

论述了Purex流程中萃取界面物的成因和影响因素,包括不同浓度的磷酸二丁酯、磷酸一丁酯、锆、铀和硝酸以及辐照剂量不同的磷酸三丁酯正十二烷溶液。观察了锆、钼、铌和锝在形成界面物过程中的化学行为,在低于2mol/L的硝酸溶液中,钼会进入界面物中。给出了界面物组分的主要元素磷/锆和锆/钼之摩尔比;分析研究了红外光谱;深入讨论了界面物的形成机理;导出了主要反应方程式。结果指出:萃取过程中由于生成了Zr(NO_3)_(4-n)(DBP)_n,ZrO(NO_3)_(2-m)(DBP)_m和Zr(MBP)_2等络合物而成为界面物;体系中的酸度是影响界面物形成的最敏感因素,它与氢离子浓度的1至4次方成反比。为减少界面物,选择合适的酸度条件是有效的方法。     

胺类萃取机理的研究(Ⅰ)——在硝酸体系中三-正十二胺萃取鈾(Ⅵ)和鈾(Ⅳ)的机理

本文測定了三-正十二胺(TLA)-苯溶液萃取硝酸的分配平衡,并計算得TLA·HNO_3的生成常数(K_1)为1.2×10~6,TLA·HNO_3·HNO_3的生成常数(K_2)为0.20。在水相酸度高时,硝酸是通过物理分配而被萃取的。在硝酸浓度恆定时,测得TLA-苯萃取鈾(Ⅳ)和鈾(Ⅵ)的分配系数与萃取剂浓度的对数关系均为直线,其斜率对鈾(Ⅳ)为2,对鈾(Ⅵ)为1.5。討論了萃取鈾(Ⅵ)时斜率不是期望值的原因。同时,按萃取平衡的热力学处理方法,定量地討論了胺类萃取四价和六价锕系元素时,水相硝酸浓度与分配系数关系曲线上极大值的位置。对于TLA-苯萃取鈾(Ⅳ)和鈾(Ⅵ)的体系,以及TOA-二甲苯萃取锕系元素的体系,由計算所得的相应于分配系数最大的硝酸浓度与实驗值滿意地吻合。     

甲基膦酸二(1-甲庚)酯(DMHMP)和二(2-乙基已基)磷酸(HDEHP)从硝酸介质中协同萃取硝酸铀酰的机理

本文研究了甲基膦酸二(1-甲庚)酯(DMHMP)和二(2-乙基已基)磷酸(HDEHP)协同萃取硝酸铀酰的机理。用斜率法测得协萃络合物组成为UO_2(NO_3)(HA_2)·DMHMP。在20℃时(离子强度μ=O.5),协萃反应平衡常数logβ_(12)=5.19。并求得了热力学函数焓变值△H=-1.40×10~4J·mol~(-1),自由能△Z=-2.92×10~4J′mol~(-1)和熵变值△S=51.8J·mol~(-1).K~(-1)。依据锥角堆积模型讨论了协萃反应机理。     

双配位基有机磷萃取剂DHDECMP萃取Am(Ⅲ)的研究

本文研究了用双配位基有机磷萃取剂N,N—二乙胺甲酰甲撑膦酸二已酯(DHDECMP)萃取镅的各种影响因素,包括DHDECMP的纯化,稀释剂的选择以及硝酸浓度,萃取剂浓度,盐析剂浓度,萃取平衡时间和温度等,并测定了模拟料液的Am的分配系数。还确定了反萃条件。研究了萃取机理,其主要萃取反应为: Am~(3 ) 3 NO_3~- 3DHDECMPAm(NO_3)_3.3 DHDECMP萃取过程是放热反应,其反应热△H_(Am)■-7.6 kcal/mol。     

钍的萃取化学(Ⅰ)——Th(NO_3)_4-HNO_3-H_2O-TBP-煤油系統第三相的形成

本文研究了以磷酸三丁酯的煤油溶液萃取硝酸釷时第三相形成的条件,并对第三相的組成作了初步探討。試驗結果表明:在一定的溫度(25℃)和萃取剂浓度(20% TBP)的条件下,第三相的形成决定于平衡水溶液的酸度和被萃取物质的含量。为了鉴定所析出第三相中絡合物的形式,作者对第三相中Th(NO_3)4,HNO_3,H_2O,TBP等各个組分的含量进行了测定,結果得出:在一定的酸度和钍浓度范围內,第三相中生成的絡合物形式为Th(NO_3)4·2TBP,这和第一有机相中絡合物的形式是符合的。上述事实說明第三相的析出可能是由于絡合物在脂肪族碳氫化合物中溶解度較小所引起的,这与含有UO_2(NO_3)_2的萃取系統生成第三相的条件及其絡合物形式有所差别。     

用磷酸二丁酯萃取希土元素和钍

1.測定了在不同硝酸酸度下La,Ce(Ⅲ、Ⅳ),Pr,Nd,Sm,Gd,Dy,Ho,Y,Er,Yb,Th(Ⅳ)等的0.05M硝酸盐溶液被1MHDBP-CCl_4萃取时的萃取率和上述各对希土元素間的分离因数。2.三价希土元素的萃取率均随硝酸酸度的增加(从0至6N)而下降;而四价铈的萃取率較高,并随硝酸酸度的增加(从1至11N HNO_3)而緩慢地上升;钍在0.2至9.1N HNO_3范围內均全部被萃取。3.在不同硝酸酸度下的萃取率-原子序图属轉折变化,卽萃取率随原子序的增大而增大,在增大的过程中发生較明显而突出的轉折。钇位于重镧系元素部分的Ho和Er之間。4.大部分元素对之間的分离因数(β)均随硝酸酸度的增大而下降。在較低的酸度下,有些分离因数比用磷酸三丁酯时还高一些,故有可能在較低的酸度下利用HDBP作萃取剂自铈族希土中分离四价铈和钍,或用于分离β值較大的几对希土元素,或将希土分为铈族和钇族。实驗表明,經一次萃取,在水相中可获得几乎不含钇族希土的铈族希土。5.为了探求分离铈的条件,較系統地研究了用HDBP-CCl_4萃取Ce(Ⅲ、Ⅳ)时HDBP浓度,Ce(Ⅲ、Ⅳ)浓度,在硝酸、硫酸或两者的混合酸介貭中等不同因素对萃取的影响。結果表明,当酸度为3.59N HNO_3时,HDBP-CCl_4浓度在0.5—1M內Ce(Ⅲ)的萃取率約为零,而Ce(Ⅳ)的萃取率仍很高,故在此HDBP浓度范围內有可能使Ce(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)彼此分离。在硝酸介貭中(3.59NHNO_3)萃取时,Ce(Ⅳ)的飽和浓度約为83克CeO_2/升1M HDBP-CCl_4(27℃);而在混合酸介貭中(3.8N HNO_3+H_2SO_4,当量比HNO_3/H_2SO_4=1)約为60克CeO_2/升1M HDBP-CCl_4(26℃)。从硫酸介貭中萃取Ce(Ⅳ)时,加入少量硝酸可显著改善分层情况。     

30％TBP(煤油)-硝酸体系中HNO_3及U(Ⅵ)的电解还原动力学

在振动搅拌槽中,研究了UO_2(NO_3)_2-HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/30％TBP(煤油)体系的水相电解液组分浓度对U(Ⅵ)电解还原速率的影响。根据实验数据,经回归分析得反应动力学微分方程: -(d[U(Ⅵ)]/dt)=k[U(Ⅵ)]~(0.77)[N_2H_5~+]~(0.061)[HNO_3]~0.017式中速度常数k是温度的函数。25℃时,k=0.0019。在实验浓度范围内,U(Ⅵ)还原速率随U(Ⅵ)浓度升高而增大,表现反应级数为0.75级,而[N_2H_5~+]及[HNO_3]影响很小,反应级数近于0。初步探讨了硝酸的电解还原以及硝酸肼对其还原过程的抑制作用,给出了不同硝酸浓度下的极化曲线。对于硝酸电解还原过程中主要产物亚硝酸的生成量与硝酸浓度、电解时间及肼浓度等的关系进行了讨论。