新型有机功能材料的设计合成及其在离子识别与核素分离中的应用研究查看源代码讨论查看历史

来自 搜狐网 的图片

新型有机功能材料的设计合成及其在离子识别与核素分离中的应用研究离子识别与核素分离不仅是核燃料后处理的关键环节，也是放射性同位素制备与应用的基础，对于核能的可持续发展与核技术的应用推广均具有十分重要的意义。本成果基于乏燃料后处理与同位素制备过程中面临的离子识别与分离难题，开展了柱芳烃系列衍生物、大环芳酰胺等新型有机功能材料的设计、合成及其离子识别与核素分离工艺等研究。

技术原理、技术要点

项目开展了柱芳烃系列衍生物、大环芳酰胺等新型有机功能材料的设计、合成及其离子识别与核素分离工艺等研究。 首次利用柱芳烃作为预组织平台，建立了柱芳烃系列衍生物的高效合成方法，合成的PO-柱[5]芳烃、CMPO-柱[5]芳烃、DGA-柱[5]芳烃等衍生物已成功地用于镧/锕系离子萃取分离以及对Th4+的荧光识别。建立了孔径可调控的大环芳酰胺定向合成方法，率先将该类衍生物用于金属离子识别与萃取分离的研究领域，在国际上报道了首例Th4+的荧光探针，并实现了对铯或镧、锕离子的萃取分离。 建立了经混合酸酐合成酰胺荚醚的新方法，实现了低成本公斤级TODGA的规模化合成，已应用于我国高放废液分离流程的研究与开发。 建立了拥有自主知识产权的分离与纯化放射性核素98Tc的新方法，成功解决了从常量钼中分离提纯纳克级98Tc等关键技术难题，制备的98Tc满足了国防科研的需求。 本成果总体处于国际先进水平，其中新型柱芳烃类衍生物、环芳酰胺类及其衍生物萃取剂的设计合成达国际领先水平。

应用前景

本成果目前主要用于我国国防科研单位的相关应用研究，但在能源、环保等领域也具有广阔的应用前景。如TODGA不仅能提取高放废液中的有用元素U、Np、Pu、Am、Sr及三价镧系元素，也可将高放废液转变为中低放废液； P350和TiAP在钍基核燃料循环后处理领域也展示了良好的应用前景；DGA-柱[5]芳烃则有望应用于乏燃料后处理Eu(III)/Am(III)分离，以及次锕系元素Am(III)或Pu(IV)从其他锕系元素和放射裂变元素等元素中的有效分离，同时有望作为探针应用于环境中痕量的Th4+分析；98Tc还可在锝的地球化学与核素迁移研究上发挥作用。