發(fā)布時間：2021-03-23 12:22

　　核能的持續(xù)發(fā)展不僅在于鈾燃料資源的充分利用,更重要的是避免對人類耐以生存的自然環(huán)境造成影響�！耙淮瓮ㄟ^”的傳統(tǒng)模式不具有綠色經(jīng)濟(jì)性,而分離--嬗變策略的提出,則可將乏燃料中的高毒性長壽命放射性核素轉(zhuǎn)化中低放廢物,同時又能使其中大量的²³⁸U增殖發(fā)電,是目前先進(jìn)閉式核燃料循環(huán)的首選。然而,為提高中子經(jīng)濟(jì)性,增大嬗變效率,首先必須剔除中子毒物,將最主要的次錒系元素與大量的鑭系元素分離。其中,最具代表性的三價镅和銪離子,具有相近的半徑和極其相似的化學(xué)性質(zhì),是分離步驟中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點(diǎn)問題。針對高放廢液中鑭錒元素的溶劑萃取研究現(xiàn)狀,本工作選擇從CHON原則出發(fā),開展了幾種經(jīng)典含氮配體對Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取分離研究,從萃取條件、配位機(jī)理和理論分析等多方面,探索了分子結(jié)構(gòu)對分離性能的影響,具體包括以下內(nèi)容:首先,設(shè)計合成了兩種同時含有軟硬N、O原子的二吡啶酰胺配體bpb和bpp,對比考察了不同酸度與配體濃度下對Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取分離效果。根據(jù)紅外光譜、紫外滴定和配合物高分辨質(zhì)譜,發(fā)現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)的bpp分子在低酸度下的對二者分離性能較好,pH為5.0時SF（Am... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

U-Pu核燃料循環(huán)中主要嬗變路線圖

生學(xué)位論文 幾種含氮配體對镅和銪離子的萃取分離研究5圖1.3 乏燃料后處理的基本工藝流程路線其中，高溫干法后處理技術(shù)的輻照耐受性較好，且具有較低的臨界風(fēng)險，排放的廢物量少等眾多優(yōu)點(diǎn)，常用于高燃耗和短冷卻期乏燃料的處理[23-24]。最具有代表性的四種干法處理技術(shù)分別為揮發(fā)分離法、電解精煉法、金屬還原萃取法和沉淀分離法[25]。盡管它們的化學(xué)原理都已經(jīng)被證明是可行的，甚至完成了一定規(guī)模的模擬熱實(shí)驗(yàn)[26]。但由于這種技術(shù)存在乏燃料難轉(zhuǎn)化，操作溫度高，材料在高腐蝕介質(zhì)中被嚴(yán)重腐蝕，批次處理效率低以及廢物管理困難等缺點(diǎn)，因此在工業(yè)應(yīng)用中受到極大的限制[27]。傳統(tǒng)的濕法分離雖然也存在材料和廢物的各種相關(guān)問題，但就 U 和 Pu 的回收來說，已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。通用的 PUREX 工藝流程以磷酸三丁酯（TBP）為萃取劑

化的 DMDOHEMA（圖 1.5a）作為萃取劑，應(yīng)用于 DIAMEX 流程，熱室實(shí)驗(yàn)中，對 MAs 的反萃率分別為 Am > 99.7%，Cm > 99.9%。圖1.5 配體DMDOHEMA(a)、酰胺莢醚(b)和吡啶酰胺(c)的化學(xué)結(jié)構(gòu)如果將丙二酰胺中間引入一個夾醚氧原子，則骨架變?yōu)轷０非v醚類配體的 3-氧-戊二酰胺（DGA，圖 1.5b），可對金屬離子鍵合成三齒配合物。由于也是氧原子的硬配位過程發(fā)揮作用，所以 DGA 對鑭錒元素的分離效果不好，主要以共萃作為實(shí)際應(yīng)用方向。根據(jù)文獻(xiàn)[63-64]報道，N 原子上的烷基鏈的長短直接決定 DGA類配體的溶解性，鏈越短則在常規(guī)稀釋劑中的溶解性越差，乙烷和丙烷的衍生物則完全是水溶性。正辛烷取代的 TODGA 是目前研究最多、最有應(yīng)用潛力的酰胺莢醚萃取劑[65-70]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]Isobutyl-BTP/Isohexyl-BTP在咪唑類疏水性離子液體中對鑭系元素的萃取[D]. 馬國龍.上海交通大學(xué) 2015
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本文編號：3095785