含氮萃取剂分离锕系和镧系元素的理论研究

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:js_123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
实现乏燃料中的镧系元素和锕系元素的分离是乏燃料后处理的重要研究课题之一,对核电的发展有着重大意义。本文利用相对论密度泛函理论方法,对几种含氮萃取剂,进行了系统性的理论研究,主要创造性理论成果如下:(1)对PhenBHPPA分离Am(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)的研究发现,1:1(配体:金属)型配合物中,PhenBHPPA配体以六齿配位与金属阳离子结合。在所有考虑的化合物中,水溶液中形成的[ML(NO3)2]+化合物的形成能是最低的,因此它是萃取过程中,配体与金属结合的化合物中,最可能的形式。通过WBIs(Wiberg Bond Indices)和QTAIM分析表明,所有考虑的化合物中,金属与配体之间的相互作用主要以离子键为主,同时呈现出较弱的共价键。并且Am(Ⅲ)与配体之间的化学键要比Eu(Ⅲ)和配体之间的化学键要更强,更具有共价性。这也可能是配体选择性来源之一。更为重要的是,热力学研究表明NO3-在萃取过程中,扮演着很重要的角色。(2)理论比较了四种含氮配体,DHDIPhen,BQPhen,Ph2-BTPhen和CyMe4-BTPhen的分离Am(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)的能力。研究发现,这四个配体的软硬度(自软至硬)呈现出Ph2-BTPhen<CyMe4-BTPhen<BQPhen<DHDIPhen的趋势,而在有机相中的萃取能力则呈现出Ph2-BTPhen>CyMe4-BTPhen>BQPhen>DHDIPhen的趋势。因此,这些结构相似但分离能力迥异的配体,其自身的软硬度是配体分离能力差异的重要原因之一。研究还发现,配体腔体的大小对配体与金属的结合也有着重要的影响。自然电荷布局(NPA,natural population analysis)分析表明,Eu的5d和Am的6d轨道,在与配体结合的过程中,得到的电子要比他们的4f和5f轨道多。但分波态密度(PTDOS,partial density of states)分析表明,Eu的5d和Am的6d轨道与配体之间的相互作用主要呈现出反键作用的性质。通过模拟酸性条件下的萃取,我们还发现质子化效应对配体与金属的结合有着重大影响,但对配体自身选择性的影响不大。在研究1:2模型时,我们发现生成的产物为[ML2(NO3)]2+时,反应的吉布斯自由能要比生成1:1型产物的吉布斯自由能更正。这是因为在生成1:2产物时,需要从初始反应物[M(NO3)2(H2O)4]+中解离出一个硝酸根离子,同时在生成物中,相较于1:1型产物,少了2个硝酸根离子。
其他文献
8月14日,北京市地铁全线开通手机刷卡乘车功能,乘客出门不必携带公交IC卡,使用手机就可以乘坐北京现有15条地铁线路;8月25日,全国首批高速公路“全支付”车道在山东高速济南
在核科学基础研究和许多应用领域中,γ能谱分析测量技术发挥越来越多的作用,HPGe谱仪是地质样品γ能谱分析中广泛使用的仪器。能谱分析方法是通过选取铀、钍衰变系列中某一子
目的:建立土茯苓配方颗粒水提液高效液相色谱特征图谱,为土茯苓配方颗粒的质量控制提供参考。方法:采用kromasil C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 滋m),流动相:甲醇-0.05%磷酸水溶液系
《黄帝内经》是我国现存古代医籍中全面而系统地记载古代医疗经验及理论知识的经典著作,被历代医家奉为圭臬。但因为缺乏考古材料,且在长期流传过程中《黄帝内经》文本已非本
早在古希腊时期,人们就认识到语言的运用离不开修辞。20世纪中后期语言学的修辞转向表明,修辞在现代话语的产生、解读和运作中起着越来越重要的作用。这是本文从修辞学角度研
乏燃料后处理PUREX流程中镎价态多变,广泛地分布在各个循环中,从而影响铀和钚的纯度。近几十年来,高效分离Np/U和Np/Pu以纯化铀和钚的方法研究受到广泛关注。一种行之有效的
建构主义学习理论是行为主义发展到认知主义以后的进一步发展,其教学理论认为:知识是不确定的;知识的学习过程即知识的建构过程;学生是学习活动的主体,在主动地建构知识;教师
液态PbBi合金是加速器次临界驱动系统(ADS)和铅冷快堆(LFR)的常用冷却剂。而液态PbBi循环回路中的管道、储存箱以及主泵叶轮材料(它们材质多为奥氏体不锈钢,如316L)均完全暴
投资决策是提高企业价值和增加股东财富的源泉之一。高效的投资行为对企业的运行起着重要作用,因此,投资效率问题成为现在的热点研究话题。然而,紧缩性货币政策在资源和消费
以三氯化铁(Fe Cl3)为氧化剂,十二烷基磺酸钠为掺杂剂,采用原位聚合法制备聚吡咯(PPy)/凹凸棒(ATP)纳米复合材料。以罗丹明B(Rh B)水溶液为模拟染料废水,研究了该复合材料的吸附性能