铀酰与羧酸和肟基类配体相互作用的理论研究

深入了解各种功能基团与铀酰离子的络合行为有助于设计和开发高效海水提铀吸附剂. 本工作通过密度泛函理论(DFT)方法系统地研究了两种典型铀酰络合配体吡啶-2,6-二羧酸(H₂DPA)和戊二酰偕亚胺二肟(H₂A)与铀酰离子及碳酸根离子形成的配合物的结构、成键性质以及热力学稳定性. 研究结果表明, 所有配合物中, 配体与铀酰离子之间具有不同强度的共价相互作用. 由于H₂A配位时发生了质子重排, 而且配体的解离能较高, 使其更难与[UO₂(CO₃)₃]^4-发生取代反应, 因此H₂DPA配体是海水提铀中一种潜在的有效配体. 本工作的相关研究结果为海水提铀中高效吸附基团的设计和开发提供了理论线索.     

解密铀元素

简介了铀元素的发现历史、基本核性质、独特的电子结构以及相关的配位化学性质;同时,还介绍了铀元素在核燃料、分子催化、单分子磁体、超导等方面的应用。     

锕系异核双金属化合物

锕系金属有机化合物的研究已成为金属有机化学研究领域的热点之一,其化合物的合成和分离极具挑战性,其中锕系异核双金属化合物在催化和小分子活化方面有潜在的应用前景。随着人们对锕系独特电子结构及其性质的深入认识,锕系异核双金属化合物的研究也取得了一些进展。本文总结了锕系异核双金属化合物近30年的研究成果,主要包括锕系-过渡金属体系和锕系-主族金属体系的实验和理论研究。     

放射性碘分子在Cu2O表面的吸附:第一性原理密度泛函研究

采用第一性原理密度泛函计算方法和周期性平板模型系统研究了放射性碘分子在Cu₂O三个低指数表面的吸附行为。通过计算若干平衡吸附构型的结构参数和吸附能评估了不同特征吸附位的作用。构型优化计算表明所选晶面存在适度的结构弛豫。计算结果表明,与Cu₂O（110）表面相比,Cu₂O（100）和（111）晶面表现出更高的碘分子吸附反应活性。其中,表面氧原子位（O_S）和配位未饱和铜原子位（Cu_CUS）分别为Cu₂O（100）和（111）晶面的能量最优吸附位点。此外,针对几种典型吸附结构计算分析了其电子结构信息,以进一步阐明吸附体系之间的相互作用机理。     

饱和碳配体铀化合物的结构及成键性质研究

铀化物的合成已成为金属有机化学领域的研究热点之一。相比于过渡金属化合物,铀化物的合成与分离极具挑战性,尤其是包含铀碳键化合物。碳卡宾具有孤对电子易与铀的空轨道成键,而苄基或烷基中的碳无孤对电子,难以与铀结合,所以饱和碳配体铀化合物的研究较少。随着人们对铀独特的电子结构与成键性质的研究,基于饱和碳配体铀化合物研究取得了一些进展。本综述系统总结了饱和碳配体与不同价态的铀（+3、+4、+5和+6）形成化合物的结构以及成键性质。     

纳米材料与纳米技术在先进核能系统中的应用前瞻

随着人类对核能需求的快速增长,为应对核能发展的挑战,世界主要核能国家已经开始了先进核能系统的研发。新材料与新技术被认为将在未来先进核能系统中发挥重要作用,其中纳米材料与纳米技术显示了在未来核能中广泛的潜在应用前景。纳米材料是近年来受到广泛重视的一种新型功能材料,本文综述了纳米材料与纳米技术在先进核燃料制造、乏燃料后处理、核废物处置以及核环境修复等核燃料循环领域的应用基础研究现状,并对纳米材料技术在未来先进核能系统中的应用发展趋势进行了展望。     

铀在有机合成中的应用研究进展

铀储量丰富,是人类未来可持续发展的重要资源.随着人们对铀独特电子结构及其性质的深入认识,铀的资源化及其潜在应用也获得科学家的广泛关注.本文总结了近年来铀在有机合成中的最新研究成果,并对未来发展趋势进行了展望.该综述主要内容包括四价铀和六价铀催化的有机转化研究.     

氯化物熔盐体系中铀的化学种态研究进展

乏燃料后处理是未来先进核燃料循环体系的中心环节, 基于高温熔盐电解的干法后处理技术具有一定优势. 该技术通常在高温氯化物熔盐体系中进行, 采用电化学技术回收锕系元素, 并实现其与镧系元素的电解分离. 其中铀的分离回收是研究的重点之一. 为更好实现铀在熔盐中的分离与回收, 需要深入理解铀的电化学性质与其在熔盐中的配位化学性质的联系. 因此, 开展铀在氯盐体系中的化学种态研究至关重要. 本Review对国际上氯化物熔盐体系中针对铀化学种态的研究进展进行了总结归纳和提炼, 并对未来锕系元素在高温熔盐介质中的化学种态研究进行了展望.     

盐包合材料在高温熔盐体系中的合成及其潜在应用

盐包合材料 (Salt-Inclusion Materials, SIMs) 是一类具有独特的主体结构和客体盐组合的新型无机晶体材料,其具有特定的多孔结构、可填充性和灵活多变的拓扑结构而引起了研究者们的兴趣。SIMs的合成具有很大的挑战性,大部分都是偶然生长所得,为将其发展为可应用的材料,理解其合成规律、晶体化学及其相关性能非常重要。本文综述了近年来文献报道的高温熔盐法合成得到的典型SIMs,从晶体框架结构对其分类,针对一些结构独特的SIMs进行了重点讨论并总结其特点。最后,本文介绍了SIMs在环境、光电、热电和荧光领域的潜在应用。对于其未来发展,仍需进一步研究SIMs晶体化学以探索其性能及应用。     

锕系单分子磁体研究进展

单分子磁体是一类由单个分子组成的磁性材料,其磁性起源于单个分子的磁矩,有望在超高密度存储、量子计算机、自旋电子学等领域得到应用.由于锕系元素极大的旋轨耦合效应及5f轨道的延展性,锕系单分子磁体越来越受到人们的关注,期待未来磁学性能甚至能超越过渡及镧系金属.然而,目前对于锕系单分子磁体的弛豫机理及慢磁行为的影响因素仍尚未明确.本综述总结了近10多年以来报道的锕系单分子磁体,发现有效能垒的实验值和理论值极不相符,一定程度限制了锕系单分子磁体的发展.最后,对未来的锕系单分子磁体研究方向进行了展望.