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三丁基氧化膦-离子液体体系萃取UO2(NO3)2的机理和选择性
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2015.5.15
  • 页码:843-851
  • 分类:O642[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京大学化学与分子工程学院,放射化学与辐射化学重点学科实验室,北京分子科学国家实验室,北京100871
  • 相关基金:国家自然科学基金(91226112)资助项目
  • 相关项目:关键锕系核素和裂变产物的离子液体分离技术研究
中文摘要:

研究了三辛基氧化膦(TOPO)和三丁基氧化膦(TBPO)在离子液体(ILs)1-烷基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐(Cnmim NTf2,n=2,4,6,8)中萃取分离UO2(NO3)2.TOPO-C2mim NTf2和TOPO-C4mim NTf2体系萃取UO2(NO3)2时会出现三相,而TBPO萃取UO2(NO3)2的萃合物可以很好地溶解在所有离子液体中.论文也考察了萃取过程中的萃取剂浓度效应、酸效应、盐效应.水相加入HNO3会降低萃取效率.盐效应证明了萃取是一种阳离子交换机理.水相中加入NO3^-能够提高U的萃取,这说明NO3-参与萃取.选择性研究表明:除了在高酸度下对Zr的显著萃取,TBPO-C4mim NTf2萃取体系在低酸度下对U呈现较好的选择性;去除U后,在低酸度下该体系对三价Nd仍保持较好的选择性.通过定量比较离子液体中NO3-进入量,电喷雾质谱(ESI-MS)和紫外光谱表征确定了TBPO-Cnmim NTf2中萃取机理的差异性.萃取中存在两种萃合物,即UO2(TBPO)3(NO3)^+和UO2(TBPO)3^2+,其中UO2(TBPO)3(NO3)^+的比例从C2mim NTf2体系到C8mim NTf2体系逐渐增加.

英文摘要:

The extraction of UO2(NO3)2from aqueous solution was investigated using trioctylphosphine oxide(TOPO) and tributylphosphine oxide(TBPO) in ionic liquids(ILs)(Cnmim NTf2, n=2, 4, 6, 8). A third phase was formed in the TOPO-C2 mim NTf2and TOPO-C4 mim NTf2extraction systems, whereas the extracted species of TBPO-Cnmim NTf2(n=2, 4, 6, 8) were well soluble in all ILs. The influence of the concentrations of the extractant,nitric acid, and salt on the extraction efficiency was also investigated. Adding HNO3 to the aqueous phase decreased the extraction efficiency. The effect of salt indicates the presence of a cation-exchange mechanism in the extraction. The addition of NO3^- in the aqueous phase increased the extraction efficiency of U, which indicates that NO3-participates in the extraction. Selective extraction research indicates that TBPO-C4 mim NTf2exhibits good selectivity for U at low acid concentration despite the significant extraction efficiency on Zr at high acid concentration. After removing U, TBPO-C4 mim NTf2still showed high selectivity for Nd at low acid concentration. We also confirmed the difference of the extraction mechanisms among TBPO-Cnmim NTf2 by quantitative measurement of NNO3-in ILs, electrospray ionization mass spectroscopy(ESI- MS), and UV spectroscopy. There are two extraction species(UO2(TBPO)3(NO3)^+and UO2(TBPO)3^2+) and the proportion of UO2(TBPO)3(NO3)^+increases from C2 mim NTf2to C8 mim NTf2.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781