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。     

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.     

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。     

离子液体用于溶剂萃取铀酰离子的初步研究

初步研究了以咪唑类离子液体1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C8mim][PF6])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])和季胺类离子液体三辛基甲基氯化铵([N8881][Cl])为稀释剂,TBP为萃取剂,从硝酸介质中萃取铀酰离子。研究结果表明,铀的萃取分配比随水相初始硝酸浓度的增加而增加,季胺类离子液体略好于咪唑类离子液体,但都比对照稀释剂异辛烷差。研究了以碳酸胍为反萃剂的反萃条件。碳酸胍在实验条件下均能从这3种离子液体萃取体系中定量反萃铀酰离子,解决了用离子液体萃取铀酰离子中的反萃及离子液体的循环使用问题。     

聚丙烯酰胺-咪唑类聚离子液体凝胶的辐射合成及其对铀和碘的吸附

采用γ射线辐射引发技术制备了一类聚丙烯酰胺-咪唑类聚离子液体凝胶(PAm-C_nvim_2Br_2)。当吸收剂量为5kGy时,得到了凝胶分数超过95%的聚离子液体凝胶,其溶胀度可由吸收剂量控制。合成的PAmC_nvim_2Br_2可以从碳酸盐溶液中吸附铀最大吸附量约130mg/g,或从碘化钠溶液中吸附碘离子最大吸附量约160mg/g,吸附过程符合Langmuir模型。红外与XPS分析表明,吸附过程遵循离子交换的反应机理。PAmC_nvim_2Br_2凝胶对铀及碘有很好的吸附、解吸性能,有望用于含有铀和碘的放射性废水处理。     

高矿化度水样中微量铀的测定

通过系统对比实验,建立了一种适合于盐湖水、晶间卤水等高矿化度液体样品中微量铀的测定方法——紫外荧光法.在确定仪器测量稳定性的基础上,给出紫外荧光法测定铀的最佳条件为样品pH=2～12,荧光增强剂用量为500μL.为减少杂质离子对铀测定的干扰,分别采用直接稀释荧光法及TBP萃取荧光法进行铀的测定,确定了TBP萃取荧光法测...     

土壤胶体对渗滤液中铀(Ⅵ)迁移影响的研究进展

铀废石渗滤液中铀(Ⅵ)进入土壤后极易通过食物链对人类及周围环境产生危害。在已有研究基础上,简述了土壤胶体的来源和分类及其与铀(Ⅵ)的相互作用,重点讨论了土壤胶体结构、铀离子形态、土壤Eh-pH值、离子强度和有机质对溶液中铀(Ⅵ)的阻滞迁移影响,介绍了近年来土壤胶体在吸附溶液中铀(Ⅵ)的应用进展,提出了铀废石渗滤液中铀(Ⅵ)对环境的长期影响可能取得突破的几条途径。     

海藻吸附水中铀离子初步研究

在不同pH、不同铀离子浓度、不同温度及添加其他金属离子的铀溶液中，对铀离子在海藻上的吸附效率进行初步研究，同时考察溶液中一些共存金属离子对海藻吸附铀离子效率的影响。研究结果表明：pH为5～8时，烟台红藻和海菠菜受pH影响较小，吸附容量约为1.40μg/g；海木耳吸附能力受pH影响较大，吸附容量在1.03～2.23μg/g范围内波动；海藻的吸附效率及吸附容量与铀离子浓度有关，最大分别达到95.8％和65.4μg/g；在24h内，吸附过程是一不依赖温度的过程；实验中所用的金属离子对烟台红藻的铀吸附能力的影响程度在不同的时间段有所不同。     

用三辛基氧膦阴极溶出伏安法测定铀时硝酸根离子的作用及天然水中铀的测定

研究了三辛基氧膦(TOPO)悬汞滴电极微分脉冲阴极溶出伏安法测定铀时各种因素的影响。峰电流取决于支持电解质中阴离子的类型,其值的大小顺序为硝酸根离子》氯离子>硫酸根离子。用TOPO/环己烷从含支持电解质的水相中萃取铀也有同样的影响。从铀酰离子与各种阴离子的络合常数来看,认为峰电流对支持电解质的依赖性是由试样中铀(VI)的离子类型引起的。在此试验基础上,测定了海水及盐水中的铀。     

乏燃料干法后处理中铀电沉积行为模拟研究

基于多物理场耦合软件COMSOL,在LiCl-KCl熔盐体系中建立以电解槽为阳极、双石墨棒为阴极的氯化铀电沉积行为三维数值模型。通过研究熔盐中铀离子的运动情况以及对阴极几何形状的实时计算,得到了铀电沉积的沉积层厚度随时间的变化情况,得到了铀离子阴极沉积行为与阴极表面的位置、熔盐铀离子浓度、反应温度、平均电流密度之间的关系。研究中,还将模拟结果与氯化铀熔盐电解实验数据进行对比,计算与实验结果拟合良好,证明铀电沉积行为模拟的可靠性,模拟结果可为乏燃料干法后处理中铀的提取提供设计参考。      

Studies on applications of room temperature ionic liquids

Room temperature ionic liquids (RTILs) have many potential applications in nuclear fuel cycle, especially actinide and fission product separations. This paper outlines the results of work in our Centre directed towards identifying specific applications with respect to recovery of uranium and palladium from nitric acid media. The use of RTILs as diluents for extraction processes as well as electrolysis media have been explored. The extraction of uranium(VI) and palladium(II) from nitric acid medium by tri-n-butyl phosphate solution in RTIL has been studied. Voltammetric investigations on the suitability of RTIL as electrolytic medium for the electrodeposition of uranium and palladium at near ambient conditions are reported. The feasibility of electrodeposition of uranium as uranium oxide (UO₂) and palladium(II) as metallic palladium from the loaded organic phase has been demonstrated.     

离子液体在放射性核素标记中的应用

离子液体是一类新的绿色化学溶剂,在诸多领域有着广阔的应用前景。目前已经有学者将离子液体应用于放射性核素标记领域。本文综述了几种重要放射性核素或其稳定同位素在离子液体中的标记研究。在¹⁸F、¹²⁵I标记中,使用离子液体可以促进标记反应的进行,简化标记反应流程,缩短反应时间,并减少副产物的产生。此外,由于离子液体对金属离子的溶解度高、有着较好缓冲能力等优势,离子液体也被应用于⁹⁹Tc^m、⁶⁸Ga的标记研究。作为一个新的应用方向,离子液体在放射性核素标记中的应用可能会为放射性药物的发展提供新的动力。     

Calculation of the threshold displacement energies in UO2 using ionic potentials

A set of ionic potentials matching exactly the crystallographic, elastic and dielectric properties of the uranium dioxide is established. It is further validated upon some basic thermodynamic properties as well as upon the Frenkel pairs formation energies and the activation energies for lattice migration in UO₂. The threshold displacement energies, useful to characterise the radiation resistance of the materials, are calculated for the uranium dioxide along various crystallographic directions applying the optimised force field within the sudden approximation approach.     

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。     

离子液体在镧系锕系元素萃取分离应用中的理论计算研究进展北大核心CSCD

离子液体在核燃料后处理萃取分离过程中被认为具有一定的应用前景。常规的萃取剂在离子液体中展现出比传统溶剂体系更优异的萃取分离性能,因此离子液体自身在其中的角色和作用值得研究。本论文综述了以分子动力学模拟和量子化学计算方法研究离子液体体系萃取分离镧系锕系元素的相关研究工作,重点关注金属离子和金属配合物在离子液体中与离子液体阴阳离子之间的相互作用。     

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。