超重元素的化学性质研究是核化学研究领域中具有重要意义的课题,通过对超重元素的化学性质进行研究既可以了解它们的物理化学性质是否与现有的元素周期表变化规律相同,也可以知道相对论效应对超重元素的物理化学性质到底有多大的影响。本论文主要包括对目前超重元素的液相化学实验研究现状的调研总结、超重元素Sg同族元素Mo和W的液相萃取行为研究以及超重元素Rf的同族元素Zr和Hf的阳离子交换行为研究,为进一步开展超重元素的液相化学性质研究提供了坚定的基础。主要内容包括:　　 1.简单介绍了超重元素的合成方法和开展超重元素化学实验的技术路线,综述了当前超重元素Rf、Db、Sg的液相化学性质研究的进展。　　 2.以α-安息香肟为萃取剂对第六族元素Mo和W的溶剂萃取行为进行了研究,并推测了萃取反应的可能机理。发现Mo和W是以阳离子MO2+2(M=Mo,W)形式被α-安息香肟有效萃取；确定了Mo和W与α-安息香肟形成的络合物组成为MoO2(C14H12O2N)2和WO2(C14H12O2N)2。在利用两台串联的Φ10 mm离心萃取器对Mo的萃取行为进行研究时发现,当离心萃取器的转速为5000 r/min,两相的流量都小于或等于0.8 mL/min时,α-安息香肟对钼的萃取效率可以达到92％左右。该结果表明可以利用萃取剂α-安息香肟对超重元素Sg在快速、自动的萃取分离装置SISAK上进行液相的溶剂萃取行为研究。　　 3.以放射性核素90,101Mo、173,174W为对象,研究了振荡时间、HCl浓度、HNO3浓度以及混合酸HNO3/HF体系对它们萃取行为的影响。发现α-安息香肟对Mo和W的萃取动力学很快,可以在10-30 s之内达到萃取平衡,对第六族元素是一个选择性良好的萃取剂。Mo和W的萃取效率受水相中酸度的影响很大,这主要是由于Mo和W在溶液中的存在形式与酸度的变化有关。在较高的酸度和较低酸度条件下,Mo和W主要以络阴离子MO2Cl-3或者阴离子MO2-4形式存在,不利于和萃取剂α-安息香肟络合,从而导致了萃取效率的低下。而在合适的酸度范围内,Mo和W主要以阳离子MoO2+2和WO2+2形式存在,能被萃取剂α-安息香肟有效地萃入有机相中,它们的最大萃取率分别是99％和94％。Mo和W在硝酸介质中的萃取行为与盐酸中类似。在混合酸HNO3/HF体系,随着HF浓度的增大,Mo和W的萃取行为有很大的差异,这主要是由于W容易与溶液中的F-离子形成阴离子络合物MO2F-3或者MOF-5,而Mo形成阴离子氧氟络合物的趋势比钨弱,从而使得它们的萃取效率有明显的不同。因此,我们可以在HNO3/HF混合酸体系中,利用α-安息香肟/氯仿这个萃取体系开展短寿命的超重元素Sg(T1/2=16.2s)的液相萃取行为研究,根据Mo和W在HNO3/HF混合酸体系的萃取行为有一定的差异,最终我们就可以比较超重元素Sg的化学性质到底是按元素周期表的经验外推一致,还是受到相对论效应的影响。　　 4.进一步将α-安息香肟负载在聚四氟乙烯载体上,利用柱色谱分离的方法对第六族元素Mo和W进行了液相化学实验。负载有萃取剂α-安息香肟的聚四氟乙烯载体对Mo和W的吸附实验表明,在一定的酸度条件下,钼和钨的最大吸附率可分别达到92％/和87％,且Mo的吸附动力学较W快,在10 min就可达到吸附平衡；温度对Mo和W的吸附有一定的影响,随着温度的升高,它们的吸附效率都有所减小,同时计算出钼和钨吸附过程中的热力学参数一吉布斯自由能△G,焓变△H以及熵变△S均为负值,这说明负载有α-安息香肟的聚四氟乙烯载体对Mo和W的吸附是一个放热过程,且能够自发进行。将负载有萃取剂α-安息香肟的聚四氟乙烯载体填充在色谱柱中,对Mo进行的萃取色谱分离实验表明:Mo在1 M HNO3溶液中能够以85％～90％的吸附率吸附在色谱柱中,而使用0.1 M NH3·H2O作为洗脱剂淋洗吸附在色谱柱上的Mo时,钼的回收效率可达到96％左右。因此,我们也可以利用柱色谱分离的方法对超重元素Sg进行液相化学实验。　　 5.采用批实验法对超重元素Rf的同族元素Zr和Hf在HNO3/α-HIB溶液中的阳离子交换行为进行研究,确定了Zr和Hf在HNO3/α-HIB溶液中主要形成了Zr/Hf(α-HIB)3+和Zr/Hf(α-HIB)2+2配合物,从而被吸附在阳离子交换树脂上。动力学实验结果表明,第四族元素Zr和Hf在HNO3/α-HIB溶液中的阳离子交换的动力学很慢,需要2 h才能达到平衡。