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。     

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。     

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 HNO_3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:Zr~(4+)+2DMHMP+4NO~-_3=Zr(NO_3)_4·2DMHMP随着硝酸浓度的增大,还会生成Zr(NO_3)_4·2DMHMP·2HNO_3和Zr(NO_3)_4·2DMHMP·3HNO_3。该反应为放热反应,降低温度有利于DMHMP对Zr(Ⅳ)的萃取。     

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。     

微量热法研究硝酸体系中N,N-二甲基羟胺的热稳定性

采用微量热仪研究了硝酸溶液中N,N-二甲基羟胺(DMHAN)的热稳定性,考察了溶液中硝酸浓度、DMHAN浓度和甲基肼(MMH)、空气和氮气气氛、金属元素等对DMHAN热稳定性的影响,并比较了相同条件下DMHAN和羟胺(HAN)的热稳定性。研究结果表明,HNO_3浓度在1.5~3.0mol/L和DMHAN浓度在0.05~0.8mol/L时,DMHAN/HNO_3体系起始反应温度(t0)随硝酸浓度的降低或随DMHAN浓度的升高而增加。当HNO_3/DMHAN摩尔浓度比值分别为2.5~10和12.5~20时,DMHAN/HNO_3体系反应热分别约为865.5kJ/mol和683.4kJ/mol,说明不同的HNO_3/DMHAN摩尔浓度比值,引发DMHAN/HNO_3体系内的各个反应权重不同从而导致体系放热不同。MMH作为支持还原剂,使DMHAN发生分解反应的时间明显滞后;空气、氮气气氛以及后处理流程中的铁和裂片元素锆、钌对DMHAN/HNO_3体系分解反应无明显影响,不锈钢容器对DMHAN/HNO_3分解反应有催化作用。     

“TBP (C_6H_5)_2SO”二元中性络合协萃体系萃取UO_2(NO_3)_2机理及其辐照稳定性

本文研究磷酸三丁酯(TBP)和二苯基亚砜[(C_6H_5)_2SO]苯溶液在硝酸介质中对UO_2~(2 )的协同萃取,发现 BB类中性络合协萃体系有弱协萃效应。实验确定协萃络合物组成为 UO_2(NO_3)_2·TBP·(C_6H_5)_2SO,并求得协萃平衡常数吃1gβ_(12)= 0.446。分别研究了 TBP和(C_6H_5)_2SO单独萃取UO_2(NO_3)_2的反应,求出萃合常数1gβ_(10)和1gβ_(20),通过温度对分配比影响的测定,求得各反应的△H及 298K时的△G°和△S°值。本文还研究了(C_6H_5)_2SO加入 TBP后体系的辐照稳定性,测定了TBP (C_6H_5)_2SO 降解产物的Hf指数。     

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。     

U(NO_3)_4-HNO_3-H_2O和U(NO_3)_4-HNO_3-30%TBP-煤油体系中U(NO_3)_4,HNO_3摩尔体积的测定

为了计算U(NO_3)_4-HNO_3/30%TBP-煤油体系在萃取过程中的相体积变化,必需要有U(NO_3)_4、HNO_3在两相中的偏摩尔体积的数据。但以往人们对这个萃取体系研究得不够充分,尚无U(NO_3)_4的偏摩尔体积可供利用。     

可溶性中子毒物钆的萃取行为和溶解度的研究

本文研究了HNO_3浓度,UO_2(NO_3)_2浓度,Gd(NO_3)_3浓度,NaNO_3浓度以及温度和溶剂辐照对钆分配系数的影响。对S形分配曲线进行了初步探讨。用串级实验研究了钆在逆流萃取过程中的走向和分布。求得钆的净化系数。研究和测定了不同HNO_3浓度、不同UO_2(NO_3)_2浓度和不同温度下Gd(NO_3)_3在水中的溶解度。     

模拟强放废液中Np(Ⅴ)的电解还原

本文研究了N_2H_5NO_3-Fe(Ⅲ)-HNO_3体系和模拟强放废液中Np(Ⅴ)的电解还原,讨论了酸度、温度、肼和铁浓度对Np(Ⅴ)电解还原速度常数和还原率的影响。Np(Ⅴ)的电解还原对Np(Ⅴ)的浓度呈一级反应。在1.5mol/l HNO_3,0.2mol/l肼和2g/l Fe(Ⅲ)存在下,29mA/cm~2电流密度,温度为30℃时,电解还原反应速度常数K为3.42×10~(-2)min~(-1),反应的活化能为38kJ/mol。提高酸度可以加快还原反应的速度和还原率。模拟强放废液中Np(Ⅴ)的电解还原进行得更快,比同酸度的N_2H_5NO_3-Fe(Ⅲ)-HNO_3体系的K值提高7-10倍。当料液酸度为1.5mol/l HNO_3,在0.2mol/l肼存在下,以29mA/cm~2电流密度,电解还原半小时,几乎100％Np(Ⅴ)被还原成Np(Ⅳ)。     

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。     

钍、铀核燃料后处理萃取过程的数学模型及工艺参数的优化

在实验数据基础上推导了Th(NO_3)_4—UO_2(NO_3)_2—HNO_3—H_2O/30％TBP-煤油体系分配数据的数学模型,建立了钍、铀分离净化工艺过程串级实验的计算模拟程序,对工艺参数进行了计算机优化。得到的钍、铀共去污段的各级分布数据的计算值与实验结果符合得较好,平均相对误差在±10％以内。     

U(Ⅵ)电还原反萃动力学研究 Ⅰ.U(Ⅵ)电还原动力学

本文在带有阴阳极的恒界面池中研究了HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/UO_2(NO_3)_2-HNO_3(30％TBP-煤油)体系中U(Ⅵ)电还原动力学。这是U(Ⅵ)电还原反萃动力学研究的第一步。测定了两相溶液中各组分浓度对U(Ⅵ)电还原速率的影响。根据实验所得数据,经回归分析得到U(Ⅵ)电还原动力学微分方程: -(d[U(Ⅵ)]/dt)=k[U(Ⅵ)]_0~(1.294)[HNO_3]_0~(0.0143)[HNO_3]_α~(0.322)[N_2H_5~+]_α~(0.0178)式中k为速度常数,25℃时,k=1.816×10~(-4)。研究了阴极电位、操作温度、两相搅拌速率和界面面积对U(Ⅵ)电还原速率的影响。选定了公称实验条件,将U(Ⅵ)电还原速率与“比”实验条件进行关联,得到如下的经验方程: r=r_0[E]~(1.589)[T]~(0.155)[W]~(0.078)[A]~(0.265)式中r_0为公称实验条件下U(Ⅵ)电还原速率。在本文实验范围内,U(Ⅵ)电还原过程由电极反应控制。     

水与三甲基硅烷醇羟基的氢同位素交换反应的理论研究

以(CH_3)_3SiOH羟基模拟Li_4SiO_4陶瓷表面羟基,研究了H_2O与(CH_3)_3SiOH羟基H的氢交换反应机理.采用HF, MP2方法,在3-21G和6-311G++H~(**)水平上优化了(CH_3)_3SiOH, H_2O, (CH_3)_3SiOH-H_2O复合物及氢交换反应过渡态的结构.计算了生成(CH_3)_3SiOH-H_2O复合物的反应热,探讨了氢交换反应的路径.结果表明,可以形成2种形式的(CH_3)_3SiOH-H_2O复合物,一种是H_2O的O原子与(CH_3)_3SiOH羟基的H原子作用形成的复合物,另一种是H_2O的H原子与(CH_3)_3SiOH羟基的O原子作用形成的复合物.MP2/6-311G++~(**)水平上,对基组重叠能(BSSE)进行校正后,上述2种复合物的反应热分别为20.046 5 kJ/mol和21.630 7 kJ/mol.有利的氢交换反应路径为:H_2O的H原子与(CH_3)_3SiOH羟基的O原子作用形成的复合物,然后H2O提供1个H原子、1个O原子,(CH_3)_3SiOH提供1个O原子、1个Si原子形成由O, H, O, Si 4个原子构成的四元环过渡态,最后H_2O的O原子与(CH_3)_3SiOH 的Si原子成键形成新的(CH_3)_3SiOH,而(CH_3)_3SiOH的Si-O键断裂,由(CH_3)_3SiOH的羟基和H_2O的1个H原子形成新的H_2O分子,MP2/6-311G++~(**)水平上,BSSE校正后,此路径的反应活化能为186.898 4 kJ/mol.     

UO_2(NO_3)_2-HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/30%TBP(煤油)体系中组分浓度对U(Ⅵ)电解还原速率影响的研究

本文在振动搅拌槽中,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。根据实验所得数据,经回归分析得到反应动力学微分方程 式中速度常数k一般说是温度的函数。25℃时,k=0.00187。在实验浓度范围内,U(Ⅵ)还原速率随U(Ⅵ)浓度升高而增大,表观反应级数为0.75级;而[N_2H_5~+]及[HNO_3]影响不大,反应级数近于0。     

TBP-煤油-HNO_3-UO_2(NO_3)_2萃取体系γ辐解(Ⅰ)——辐解产物分析的研究

本文介绍了在有UO_2(NO_3)_2存在下,TBP—煤油—HNO_3体系γ辐解产物——DBP、MBP、聚合物的分离分析方法以及红外光谱法测定RNO_2,RONO_2及RCOR’的结果。     

电解还原脉冲筛板柱两相流动特性的研究

在内径5cm的电解还原脉冲筛板柱中,用30％TBP(煤油)或0.34mol/lUO_2(NO_3)_2-30％TBP(煤油)-0.5mol/1HNO_3体系,研究了温度、流量、脉冲振幅和频率等对两相流动特性的影响。结果表明,低压直流电场影响分散相液滴的聚结。一般说,阴极电位愈负,聚结现象愈明显,致使液泛流速增大。而且,温度、流量及脉冲强度明显地影响聚结电位。但若控制阴极电位低于某一值,聚结现象则不明显,电脉冲柱可以很好地操作。     

生产堆元件燃耗测定中试样的溶解

研究了生产堆元件燃耗测定中试样切片的溶解。建立了HCl溶解—HNO_3氧化和Hg(NO_3)_2催化—HNO_3溶解两种方法。溶解了一块辐照元件的两组对称片,所得溶解液能满足燃耗测定中分析工作对料液的要求。     

氨基磺酸亚铁作还原剂在调节高浓缩铀靶元件溶解液时的作用

本文研究了Fe~(2 )、SA(氨基磺酸)与HNO_2、H_2O_2、HNO_3的相互作用。实验表明SA能有效地避免HNO_2氧化Fe~(2 ),但不能阻止因辐解产生的H_2O_2的氧化作用。SA也不能防止HNO_3直接氧化Fe~(2 )。在HNO_3溶液中要稳定不同浓度的Fe~(2 ),需要有不同量的SA。Pu在1.5MHNO_3-1.5MAl(NO_3)_3的溶液中的价态变化取决于[Fe~(3 )]/[Fe~(2 )]值。 测定了1.5MHNO_3-1.5MAl(NO_3)_3溶液中Fe~(3 )-Fe~(2 )电对的表观电位约为777mV(S.H.E.)。当[Fe~(3 )]/[Fe~(2 )]值较高时,Fe~(3 )-Fe~(2 )电对电位会出现异常的飞跃,该飞跃与[Fe~(3 )]/[Fe~(2 )]值及Pt电极的表面状态有关。研究表明,考虑到上述因素的影响,[Fe~(3 )]/[Fe~(2 )]值仍可用测定溶液的Redox电位来估算,进而可对Pu的价态变化作出判断。     

硝酸溶液中铌的溶剂萃取研究 Ⅴ.某些金属对TBP从硝酸中萃取铌的影响

研究了在1～8mol/l HNO_3的水相中不同浓度的锆、钼和锆同时存在以及铀和镨等对TBP萃取铌的影响。结果表明:1.当1×10~(-8)mol/l<[Zr]<5×10~(-2)mol/l和[HNO_3]>4mol/l时,随着水相初始锆浓度增加,D_(Nb)增加;而[HNO_3]<4mol/1 HNO_3时,随着锆浓度增加,D_(Nb)减小。2.在水相中同时存在钼和锆会使D_(Nb)增加。在钼和锆的浓度小于1×10~(-2)mol/l的情况下,硝酸浓度为3mol/l时D_(Nb)最小。