自然界中能穩(wěn)定存在的鋰同位素為⁶Li和⁷Li,其自然豐度值分別為7.42%和92.58%。鋰及其同位素在核化學(xué)和核工業(yè)中占據(jù)著重要的地位。⁶Li受熱中子轟擊后產(chǎn)生氚（T）,是可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆必不可少的核聚變?nèi)剂?⁷Li不參與熱核聚變反應(yīng),但其化合物可以調(diào)控核裂變反應(yīng)和維護(hù)設(shè)備,如超純⁷LiF可作為聚變反應(yīng)堆的冷卻劑,⁷LiOH可以作為壓水堆的pH值調(diào)節(jié)劑,有效降低反應(yīng)設(shè)備的腐蝕。同時(shí),隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)日益嚴(yán)峻的局勢(shì)下,綠色高效的核聚變能已成為世界各國(guó)開發(fā)的重點(diǎn),因此,對(duì)原料鋰同位素的分離和開發(fā)利用已經(jīng)引起眾多科研工作者的重視,并且也具有十分重要的意義。本文利用離子液體和苯甲醚做協(xié)萃劑和溶劑,冠醚作為萃取劑構(gòu)建綠色高效的萃取分離鋰同位素體系,探究其分離鋰同位素的能力,具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）不同側(cè)基冠醚萃取分離鋰同位素的研究:以4-硝基苯并-15-冠醚-5（4-NO₂-B15C5）,4-氨基苯并-15-冠醚-... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所)青海省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰汞齊-氫氧化鋰水溶液流程簡(jiǎn)圖

7Li必須在兩相中存在分配系數(shù)的差異，該方法的操作流程（如圖1.2[53]所示）與鋰汞齊法相似，主要分為三段式進(jìn)行萃取分離，最核心的部分是反應(yīng)交換段。在用溶劑萃取法分離鋰同位素的萃取過(guò)程中，體系中螯合劑與鋰離子之間的鍵合作用決定了同位素的富集方向。BIGELEISEN等[54]曾提出利用化學(xué)交換法分離同位素時(shí)，同位素與螯合劑形成的復(fù)合物在兩相中應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出不同的振動(dòng)頻率，并且還應(yīng)該具有不同的同位素位移的鍵。其復(fù)合物在兩相中振動(dòng)頻率的差異越大，同位素位移的鍵強(qiáng)弱越懸殊，則越有利于同位素分離，體系的分離系數(shù)才會(huì)越高，并且重同位素會(huì)在強(qiáng)鍵相富集，輕同位素會(huì)在弱鍵相富集。BETTS等[55]又從理論上推導(dǎo)出了同位素交換反應(yīng)的平衡常數(shù)K（即單級(jí)分離系數(shù)）

它對(duì)鋰離子的吸引力最小，當(dāng)形成中性化合物時(shí)，它對(duì)冠醚-鋰離子復(fù)合物影響最小，所以 LiI 的單級(jí)分離系數(shù)和萃取率都是最大的。圖2.5 冠醚在不同鋰鹽中分離鋰同位素的6Li/7Li的單級(jí)分離系數(shù)和6Li的豐度值Fig. 2.5 the single-stage α of6Li/7Li and the abundance of6Li obtained in the ionicliquid-anisole/different lithium salts system: A 4-NH2-B15C5; B B15C5; C 4-NO2-B15C5, [crown]= 0.2 mol L1; [LiCl] = 1 mol L1; T =298 K.2.3.4 冠醚的側(cè)鏈對(duì)分離鋰同位素的影響從圖 2.6 中可以看出，三種冠醚的單級(jí)分離因子（α）在萃取相同的鋰鹽時(shí)基本相同，但有機(jī)相中6Li 的豐度值按照下列順序遞減：4-NO2-B15C5>B15C5>4-NH2-B15C5 。這些結(jié)果可以由以下原因來(lái)解釋：（ 1 ） 4-NH2-B15C5 和4-NO2-B15C5 具有相同的環(huán)體結(jié)構(gòu)，冠醚和鋰離子的結(jié)合能力因?yàn)閭?cè)基的供吸電子性而發(fā)生變化，但冠醚與6Li 和7Li 的結(jié)合能力并沒有受取代基的影響發(fā)生較大的變化；（2）NO2-和 NH2-分別為疏水性基團(tuán)和親水性基團(tuán)，4-NO2-B15C5

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3332471