离子液体与核能?离子液体辅助水丝铀矿溶解生成化合物

2024-10-08 11:16:43 sh默尼 3

受放射性物质溶解影响,水中过氧化物逐渐积累且部分与铀配位,自然形成了水丝铀矿。水丝铀矿在弱酸性至近中性pH值的水中不溶,但在强碱性水溶液中可溶,且会形成纳米级的过氧化物铀酰笼状团簇。然而,水丝铀矿在除水外溶剂中的溶解作用往往被忽视,例如其在离子液体中的溶解机理尚未被研究。


离子液体(ILs)是一种完全由阴阳离子组成的室温熔融盐,其阴阳离子的组合丰富,具有结构可调性,因此通常被称为“设计溶剂”。在核燃料的后处理研究中,ILs可作为溶剂进行锕系元素萃取和分离。尽管ILs与一些锕系元素具有反应性,但这也为许多新型铀(VI)化合物的合成提供了独特的机会。例如,咪唑基ILs在涉及铀酰阳离子的反应中表现出高度的反应活性,铀酰阳离子和ILs阴离子进行配位络合,ILs的烷基咪唑阳离子使其电荷平衡。了解ILs与锕系元素的络合作用对实现ILs在核燃料循环中的应用至关重要。

基于此,圣母大学Peter C. Burns等研究者使用ILs1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯(EMIm-DEP)1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯(EMIm-ES)1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐(EMIm-Acetate))对水丝铀矿[(UO2)(O2)(H2O)2](H2O)2进行溶解,生成了四种前所未有的过氧铀酰化合物。

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