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随着核电的大力发展,如何处理随之产生的大量乏燃料成为人们关注的焦点,而乏燃料后处理中的难题之一就是高放废液中的次锕系核素的分离。由于An(III)和Ln(III)化学性质很相近,会给分离带来很大的难度。近年来,含氮软配体化合物R-BTP(bis-triazine-pyrdine,R为烃基)作为萃取剂开始应用在An(III)/Ln(III)分离工艺中。本课题首次将R-BTP溶于离子液体中对稀土元素进行萃取,探索利用BTP/离子液体体系实现次锕系核素和镧系元素分离的可行性。本研究首先将2,6-bis(5,6-dibutyl-1,2,4-triazin-3-yl)pyridine (isoBu-BTP)作为萃取剂,以疏水性咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([C2mim][NTf2])为稀释剂,考察了其对几种稀土元素(Y、Nd、Eu、Dy)的萃取,其中以Dy和Eu元素分别模拟乏燃料中的锕系和镧系元素,通过液液萃取考察了萃取体系在硝酸介质中镧锕分离性能。结果表明:与传统有机溶剂体系相比,离子液体萃取体系在低酸度(0.01mol/L-0.1mol/L)下对稀土元素有较好的萃取效果,特别是对Dy显示了良好的选择性和萃取动力学,另一方面,利用高酸(>3mol/L)可以进行反萃;其次,以lg-lg曲线讨论了isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]体系对Dy的萃取机理。结果表明:Dy(III)的萃取机理可能分为两方面,一方面是多数Dy(III)与isoBu-BTP形成摩尔比为1:3配合物,另一方面是小部分Dy(III)与[C2mim]+进行阳离子交换被离子液体本身萃取,从而证明了该体系中离子液体具有协同萃取的效应;最后,本文采用不同剂量的γ射线对isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]体系辐照后,研究其对稀土元素(Y、Nd、Eu、Dy)的萃取,考察辐照剂量对萃取体系萃取性能的影响,通过核磁(NMR)、紫外(UV-vis)研究萃取体系辐射稳定性。研究表明:随着辐射剂量的增加,辐射后的isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]体系相较于辐射前在低酸度下(0.01mol/L)对Y、Nd、Eu、Dy的萃取率基本不变。UV和NMR能谱显示经1000kGy剂量辐照后的isoBu-BTP仍没有变化,但UV图谱显示[C2mim][NTf2]有一定的辐解,而且辐照后的[C2mim][NTf2]在与水相接触后出现了沉淀并且颜色加深。不过从总体上看,isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]具有良好的耐辐射性。