离子液体介质中铀酰离子的存在状态及络合特性研究

项目名称： 离子液体介质中铀酰离子的存在状态及络合特性研究

项目编号： No.21201107

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无机化学

项目作者： 徐超

作者单位： 清华大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 作为一种新型溶剂，离子液体在核燃料后处理溶剂萃取、干法流程开发等方面的应用正逐渐成为研究的热点。然而，在相关研究过程中，离子液体介质中金属离子的基础化学行为这一重要问题没有得到足够重视。本项目选取核燃料循环中的关键离子-铀酰离子作为研究对象，以C2mimNTf2离子液体作为介质，采用Uv-vis、ATR-FTIR、EXAFS等多种光谱学手段，首次系统地对铀酰离子在离子液体中的存在状态及其与硝酸根等基本阴离子的络合行为进行研究，鉴定络合物种类，测定络合常数及关键的热力学参数。另外，还将通过选取不同的阴、阳离子组合，初步考察离子液体结构对铀酰离子络合行为的影响，建立简单的结构-性能关系。最后，将探讨离子液体中的水分子在铀酰离子络合时的作用。本项目的开展一方面将会增加我们对离子液体应用于核化学领域时各种特殊性能的理解，另一方面可以为未来核燃料循环中离子液体应用体系的设计开发提供依据和指导。

中文关键词： 铀酰离子；离子液体；络合；热力学；

英文摘要： Ionic Liquid is receiving great attention in recent years for its potential application in the area of spent fuel reprocessing. However, it is clear that we are still lacking a deep, comprehensive understanding of ionic liquid solvating properties as well as the fundamental chemistry of metal ions in ionic liquid. In this study, we choose the important uranyl ion as an example, trying to look deeply at its complexation behavior in the ionic liquids (C2mimNTf2 in most cases). With methods such as Uv-Vis, ATR-FTIR, EXAFS, etc., the speciation of uranyl/nitrate complexes will be identified, and the stability constants as well as some key thermodynamic parameters will be determined. Furthermore, we will briefly study the complexation behavior of uranyl in ionic liquids of different structures, hoping to get a preliminary structure-property relationship. The role of water in the complexation process will also be considered. This study will not only help us better understand the various "excellences" of using ionic liquid in nuclear chemistry but also provide some useful information for the design of future ionic liquid based systems for spent fuel reprocessing.

英文关键词： Uranyl；Ionic Liquids；Complexation；Thermodynamics；