超临界流体萃取镧系和锕系元素研究进展北大核心CSCD

镧系和锕系元素的分离是核工业中研究的热点问题,常规的溶剂萃取法步骤复杂,在萃取过程中会产生大量的二次废液。超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,SFE)技术是一种新型化工分离技术,由于其步骤简单、过程清洁,近年来该项技术应用于金属离子萃取方面的研究越来越多。本文综述了近十年来超临界流体(supercritical fluid,SCF)在镧系和锕系元素萃取方面的研究进展,发现目前的研究大部分集中在采用超临界萃取技术从各种复杂样品中萃取铀,通过对所用样品的对比与总结,分析了该技术在工业应用中的可能性。     

功能离子液体在镧锕系离子萃取分离中的研究进展北大核心CSCD

离子液体因其独特的物化性质已成为溶剂萃取领域中绿色环保、极具应用前景的稀释剂。除了对萃取剂和萃合物有良好溶解性之外,离子液体萃取体系通过离子交换机理的协同作用,往往还展现出更优的萃取性能。而功能离子液体通常是在离子液体结构基础上进行化学修饰,使其兼具离子液体和螯合基团的双重功能,在萃取过程中不仅能用作稀释剂,还具有萃取作用。近十余年来,功能离子液体在放化分离领域已引起广泛关注。本文首先对离子液体和功能离子液体进行了简介,重点讨论其结构上的关联与区别;再以功能为导向,综述了功能离子液体在铀酰离子、钍离子、镧系和次锕系金属离子萃取分离方面的国内外研究现状,并对功能离子液体在镧锕萃取分离领域的未来研究趋势进行了展望。     

离子液体中电沉积锕系元素的研究现状北大核心CSCD

在核燃料的干法后处理中,高温熔融盐具有腐蚀性强、能耗大等缺点,而离子液体作为一种低温熔融有机盐,具有熔点低、离子电导率高、电化学窗口宽等优点,被用于回收核燃料中的锕系元素。介绍了离子液体组成、分类及特点,综述了锕系元素(钍、铀、镎、钚、镅)在第一代和第二代离子液体中的电化学行为,总结了离子液体中电沉积锕系元素存在的问题,并展望了该领域重点研究方向。     

高速逆流色谱法分离镧系和锕系元素的研究进展

在放射化学领域,镧系和锕系元素分离一直是研究热点之一。为实现燃耗分析,需要对溶解液中的镧系和锕系元素进行多组分的系统分离。常用的高压液相色谱法等由于处理量较小,无法满足分离要求。而液液萃取法具有较高的处理量,分离效率却较低。高速逆流色谱法(HSCCC)是一种新型的不需要固体载体的分离方法,它结合了液液萃取和分配色谱两者优点,已被广泛应用于生物活性物质的分离。其独特的优点在放化领域也引起了研究者们的注意。为此,本文介绍了高速逆流色谱的基本结构与原理特点,并就高速逆流色谱在镧系和锕系元素分离中的研究进展进行了综述,展望其在放化领域的应用前景。     

离子液体在金属离子萃取分离中的应用

离子液体作为绿色溶剂是溶剂萃取分离金属离子方面研究的热点.介绍了以离子液体为溶剂时,萃取分离各种金属离子的效果,包括碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土及锕系金属,以及核燃料后处理涉及的铀、钚及裂变产物等多种离子,深入探讨了其萃取机理.展望了离子液体取代有毒、易挥发、易造成环境污染的有机溶剂的发展和应用前景.     

镧系及锕系元素在离子液体中的电化学行为

乏燃料回收是核燃料循环的核心,对核安全和核能可持续发展具有重要的意义,其分为使用水溶液的湿法和不使用水溶液的干法处理。熔盐电解技术是乏燃料干法回收的重要方法之一,但其工艺温度往往在数百摄氏度,对设备和能耗要求都很高。离子液体具有电化学窗口宽、低熔点、低蒸汽压、热稳定性好等优点,有望替代高温熔盐用于乏燃料干法回收。本文概述了镧系元素和锕系元素在离子液体中电化学方面的研究状况,表明离子液体用于乏燃料干法回收是可行的,但需要更多的基础性研究。     

超临界流体络合萃取镧系和锕系元素的研究进展

超临界流体络合萃取是1种可用于萃取金属离子的新型分离技术，它应用于乏燃料后处理和核废物处理中的最大优点是能大幅减少二次废物的产生。文章主要介绍超临界流体的特点、超临界流体络合萃取的基本原理及其影响因素，并对超临界流体络合萃取镧系和锕系元素的研究进展及其在乏燃料后处理工艺研究中的应用进行综述。     

基于离子液体萃取体系宏观超分子组装的锶分离北大核心CSCD

Sr的分离在放射性资源的回收利用领域有着重要意义。离子液体萃取Sr的体系得到了极大的拓展,但是很难实现Sr、Cs之间的完全分离。放射性废液的问题也关系着离子液体体系在乏燃料后处理领域的应用。本工作研究了Sr在离子液体萃取体系中的界面宏观超分子组装,并开展了其在锶铯分离领域的应用基础研究。首先发现并研究了Sr^(2+)在离子液体萃取体系中界面上的宏观超分子组装(MSA)行为,可实现宏观超分子组装的离子液体为C_(n) OHmimNTf_(2)(n=2、3),萃取剂为正辛基苯基-N,N-二异丁基胺基甲酰基甲基氧化膦(CMPO)和N,N,N′,N′-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)。通过质谱、核磁、红外、理论计算等方法分析了Sr宏观超分子组装体(Sr-MSA)的结构,提出了形成Sr-MSA过程的三级组装机理,即Sr^(2+)与CMPO配体形成配合物并与C_(2)OHmim^(+)发生阳离子交换,进入离子液体相;配合物通过相互间的静电吸引、氢键、疏水作用、长碳链等非共价作用形成纳米尺度组装体,并可生长至介观;介观组装体逐渐转移至界面并进一步生长至宏观尺度的中间体;多个宏观中间体在Marangoni效应产生的界面牵引作用下发生MSA,最终组装为单个Sr-MSA。最后,开发了Sr的选择性分离方法,成功实现了水溶液中Sr^(2+)的一步法选择性提取和固化。形成的Sr-MSA可用镊子夹出从而简单实现Sr^(2+)从水溶液中的选择性分离。该法在高酸度环境下仍可适用,在高酸度场景如乏燃料后处理中有潜在应用价值。     

浊点萃取在锕系和镧系元素分离分析中的应用

浊点萃取（cloud point extraction, CPE）是一种安全环保同时兼具高富集系数和低成本的萃取方法,在分析化学中已经被广泛应用于金属离子分析等领域。锕系和镧系金属元素存在环境复杂,自身浓度相对较低,对其进行分离和分析一直是放射化学研究者所关注的问题。经过条件优化,CPE能够有选择性地分离和富集锕系和镧系金属元素。通过与多种技术联用,CPE能实现锕系和镧系元素的高灵敏度分析。本文在介绍浊点萃取机理的基础上,着重描述了不同萃取体系中各类萃取剂（β-二酮类、膦氧类、含氮类、含硫类）对于锕系和镧系元素的萃取效果,全面总结了其中使用的不同联用技术,同时简述了通过构筑超分子识别位点,修饰配体,使用不同表面活性剂及掩蔽剂等改良现有浊点萃取体系的尝试。最后,对浊点萃取在放射化学领域的应用进行了总结和展望。     

氧化铀在离子液体中溶解及铀的分离

传统干法后处理中常使用高温熔融盐溶解氧化铀,并通过电化学方法分离纯化。离子液体作为新型溶剂具有更低的熔点、更宽的电化学窗口和较好的溶解性,并且可进行设计修饰,在溶解氧化铀方面具有很好的应用前景。本文对离子液体体系溶解铀氧化物和铀的分离纯化进行了总结,并讨论了溶解体系的表征手段。     

基于分子力场的镧系和锕系元素 分子动力学研究进展

简要概述了镧系和锕系元素关键种态的力场发展及其应用。早期主要采用非极化力场研究镧系和锕系离子的溶剂化结构,取得了与实验吻合较好的结果。近年来发展起来的极化力场因考虑了对极化效应的处理而可获得更精确的结果,并在镧系和锕系溶液动力学研究中得到了初步的应用。本文从水溶液动力学、f区元素萃取相关的配位动力学、环境与健康相关的动力学等三个方面简要总结了近年来部分在分子力场水平上研究镧系和锕系溶液动力学和生物无机化学的工作。