论文部分内容阅读
目前在核燃料后处理、高放废液处置及放射化学分析等领域中最有效的分离锕系、镧系元素的方法依然是溶剂萃取法。由于镧系、锕系元素的离子半径相近,绝大部分离子稳定在三价氧化态且均为硬酸,这三个特征使两系离子之间的分离极为困难。近年来,一些含“S”“N”软配位原子的萃取剂颇受人们关注。为了寻求一种更好的分离镧系-锕系元素的萃取剂,且不给环境带来二次污染,本文合成了一种含“N”软配位原子的杂环酰胺类萃取剂,研究该萃取剂对铀(Ⅵ)和铕(Ⅲ)的萃取性能,主要内容如下:
1.以2-吡啶甲酸为母体,四氢吡咯烷为环状仲胺合成了一种杂环的酰胺类萃取剂N-吡咯烷基-2-吡啶甲酰胺(NPPFA)。该萃取剂为桔红色液体,溶于极性溶剂。通过红外光谱、核磁共振谱和气相色谱-质谱联用等技术,对其结构进行了表征。
2.首次研究了NPPFA在硝酸介质中对U(Ⅵ)的萃取行为和机理。在所选用的几种稀释剂(苯、甲苯、氯仿、二氯乙烷等)中,分配比相差不大,盐析剂可提高萃取分配比。本实验选用二氯乙烷为稀释剂,研究了水相酸度、萃取剂浓度、温度等因素对萃取分配比的影响,得出萃合物的组成为UO2(NO3)2·NPPFA,并通过红外光谱对萃合物的结构进行了表征。
3研究了NPPFA在硝酸介质中对镧系元素Eu(Ⅲ)的萃取,考察了温度、萃取剂浓度、盐析剂浓度对萃取Eu(Ⅲ)的影响,确定萃合物的组成为Eu(NO3)3·NPPFA。
4.首次选择了1,10-菲啰啉(Phen)为协萃剂,1,2-二氯乙烷为稀释剂,研究了NPPFA-Phen-二氯乙烷体系对铀(Ⅵ)的协同萃取,发现上述萃取体系有明显的协同效应,探讨了NPPFA与1,10-菲啰啉的协萃机理,确定了萃合物的组成为UO2(NO3)2·NPPFA·Phen.
5.分别研究了磷酸三异戊酯(TiAP)与磷酸三丁酯(TBP)在硝酸介质中对U(Ⅵ)的萃取行为及机理,结果发现TiAP有比TBP好的物理性能,且比TBP的萃取效果好,在以煤油为稀释剂萃取U(Ⅵ)的过程中,发现TiAP萃取U(Ⅵ)时,酸度达到8mol.L-1时也没有发现乳化现象。
6.研究了γ辐照对磷酸三异戊酯(TiAP)和用不同稀释剂稀释后的TiAP对萃取U(Ⅵ)性能的影响以及酸洗、碱萃洗γ辐照纯TiAP有机相对萃取U(Ⅵ)性能的恢复。结果发现TiAP比TBP的辐照稳定性强,且在以煤油作稀释剂时辐照对TiAP萃取U(Ⅵ)性能的影响较小,实验还发现,用10%Na2CO3溶液洗涤辐照过的有机相可以降低辐照对萃取铀(Ⅵ)的影响。