【摘要】：大量礦物中均伴生有放射性的釷(Th)和鈾(U),因此礦物開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程中放射性污染物的去除凈化尤為重要,同時(shí)核電站中潛在的核事故對(duì)于周邊的生態(tài)環(huán)境以及人類都有一定的影響。錒系元素作為核能中的關(guān)鍵核素,開(kāi)展其相關(guān)的基礎(chǔ)配位化學(xué)研究對(duì)探究核乏燃料在自然環(huán)境或者極端環(huán)境中的穩(wěn)定性,以及作為核廢料化學(xué)儲(chǔ)放形式的適用性均具有重要的理論指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。本研究利用水熱的方法,通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件制備出一系列結(jié)構(gòu)多變的碘酸鹽以及亞硒酸鹽化合物,對(duì)它們進(jìn)行了X射線單晶衍射,吸收光譜,熒光光譜,SEM-EDS和X射線粉末衍射等表征,并研究了其結(jié)構(gòu)的新穎性,酸堿穩(wěn)定性或熱力學(xué)穩(wěn)定性等,具體研究?jī)?nèi)容如下:1)通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)的溫度,利用水熱的方法成功制備了一例具有新型二維層狀結(jié)構(gòu)的碘酸釷氯化物晶體(ThIOCl)。結(jié)構(gòu)分析表明該晶體是稀有的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子骨架材料,晶體材料中每6個(gè)Th~(Ⅳ)通過(guò)μ_3-oxo和μ_3-hydroxo共同連接成六核釷簇,這些釷簇又通過(guò)IO_3~-橋聯(lián)形成陽(yáng)離子層狀結(jié)構(gòu),層間為規(guī)律分布的氯離子。另外,這種化合物的熱穩(wěn)定性以及酸堿穩(wěn)定性都很好。由于結(jié)構(gòu)中每個(gè)氯離子周圍都存在弱氫鍵作用以及鹵素原子相互作用,將層間的氯離子牢牢鎖在層與層之間,因此材料的穩(wěn)定性很高,無(wú)法將層間的氯離子交換出來(lái),是一例由很強(qiáng)的鹵鍵所構(gòu)筑的新型錒系元素固化材料。2)通過(guò)調(diào)節(jié)亞硒酸鹽起始反應(yīng)的用量,利用傳統(tǒng)水熱的方法制備了五個(gè)配位環(huán)境完全不同的三維構(gòu)型鑭系亞硒酸鹽結(jié)構(gòu),以及一例亞硒酸釷的化合物,發(fā)現(xiàn)不同鑭系元素分別形成了五種結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了三四價(jià)鑭系、錒系元素之間的結(jié)晶分離,并且通過(guò)模擬三大稀土礦之一的獨(dú)居石中稀土元素以及釷元素的成分比例,進(jìn)行了多元結(jié)晶分離的研究。結(jié)果表明三價(jià)的鑭系元素與四價(jià)錒系元素釷同時(shí)存在時(shí),固相結(jié)晶產(chǎn)物是四價(jià)錒系鑭系亞硒酸鹽化合物,三價(jià)鑭系元素以離子形式存在于溶液相。由于存在亞硒酸鹽導(dǎo)致反應(yīng)體系變成強(qiáng)氧化性,降低了四價(jià)鈰的氧化電勢(shì),使三價(jià)鈰輕易氧化成四價(jià)鈰,并與四價(jià)釷同時(shí)固溶結(jié)晶,而其余三價(jià)稀土元素則以離子形式存在于溶液相,可以實(shí)現(xiàn)三四價(jià)之間,多元鑭系錒系元素的組分離。
【圖文】：

錒系元素錐。四價(jià)錒系元素中四價(jià)釷和四價(jià)鈾是被研究最多到镅都傾向于形成錒酰結(jié)構(gòu)（即 AnO2+和 AnO22錒酰軸垂直方向成鍵，形成四角、五角、六角雙錐體之間通過(guò)共點(diǎn)、共邊相連，或者橋連配體從而形的晶體框架結(jié)構(gòu)。四價(jià)的釷元素配位環(huán)境以及配位配位數(shù)有 5 到 12 配位，通常的配位數(shù)是 7、8、9以及一例 12 配位的釷的化合物 (Figure 1.3)[21]。性較強(qiáng)，因而常用化學(xué)性質(zhì)相似的鑭系元素作為替

的晶體框架結(jié)構(gòu)。四價(jià)的釷元素配位環(huán)境以及配位數(shù)范圍的配位數(shù)有 5 到 12 配位，通常的配位數(shù)是 7、8、9、10子以及一例 12 配位的釷的化合物 (Figure 1.3)[21]。由于超性較強(qiáng)，因而常用化學(xué)性質(zhì)相似的鑭系元素作為替代物來(lái)圖 1.1. 錒系元素氧化態(tài)（最穩(wěn)定的原子價(jià)態(tài)）[20]ssible oxidation states of actinides (the most stable valence in
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O614.42

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