含氮杂环化合物萃取分离三价锕系与镧系元素

乏燃料后处理中的三价锕系和镧系元素分离是“分离-嬗变”过程的主要环节,对于建立先进核燃料循环具有重要意义。然而,三价锕系和镧系元素结构与性质非常相似,实现二者的分离一直都是分离科学研究领域的难题。溶剂萃取法是三价锕系和镧系元素分离的基本方法之一,而运用含硫、氮等软配位原子的萃取剂则是实现分离的关键。在众多的萃取剂中,含氮杂环化合物因其优良的萃取分离能力,同时符合CHON原则而利于实现废物最小化,近年来引起了广泛的研究兴趣。本文综述了国内外研究报道的典型含氮杂环类三价锕系和镧系元素分离萃取剂,包括三联吡啶、TPTZ、BTP、BTBP以及以TPEN为代表的氮杂环取代胺类萃取剂,对其分离能力、稳定性等性能进行了比较,对萃取机理以及影响其萃取能力的因素等亦进行了说明,并对萃取剂的后续设计、改进提出了参考性建议。     

N-异壬酰基-N’-取代芳基硫脲的简便合成、晶体结构及生物活性

在无溶剂条件下, 以固体光气、异壬酸、硫氰酸钾以及芳胺为原料进行一系列反应, 简单、快速、高效地合成了一系列N-异壬酰基-N’-芳基硫脲类衍生物. 其结构经IR, 1H NMR, 13C NMR进行了表征. 用X射线单晶衍射测定了化合物4g的晶体结构, 该化合物为单斜晶系, P2(1)/n空间群, 晶胞参数为: a＝1.4365(4) nm, b＝0.7979(2) nm, c＝1.5521(4) nm, β＝94.814(4)°, V＝1.7726(8) nm3, Dx＝1.264 Mg•m－3, Z＝4, F(000)＝720, µ＝0.200 mm－1, R＝0.058, wR＝0.231. 化合物4g晶体结构表明, 该硫脲分子通过分子间氢键和分子间作用力形成了无限延伸的层状结构. 初步生物活性试验结果表明, 该系列部分化合物对油菜幼苗的生长具有一定的生长调节作用.     

从高放废液中去除锕系元素的TRPO 流程发展三十年

放射性废物,尤其是高放废物的妥善处理处置是各国政府和民众非常重视的一个问题,也是影响核能可持续发展的关键因素之一。高放废液是后处理Purex流程排放出来的废液,它集中了乏燃料中95%以上的放射性,其中α放射性核素的存在决定了需要将其处置在地质处置库中与生物圈隔离10万年以上。“分离-嬗变”方法处理高放废液可以有效缩减地质处置库与生物圈隔离的时限。TRPO具有良好的物性、辐照稳定性和对三价、四价和六价锕系元素良好的萃取选择性。基于此,我国提出了从高放废液中分离锕系元素的TRPO流程。多次热验证实验和中间规模冷台架实验结果证明TRPO流程处理我国生产堆高放废液,可完全实现高放废液的非α化。TRPO流程具有我国自主知识产权,在我国生产堆高放废液和动力堆高放废液处理中都具有良好的应有前景。     

球形复合无机离子交换剂水合氧化钛-硅钛酸钠的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了球形除铯复合无机离子交换剂水合氧化钛-硅钛酸钠(HTO-NaTS),研究了在酸性条件下其对铯离子的交换性能,并对其结构、稳定性作了初步研究.结果表明,此种球形交换剂在强酸性条件下机械稳定性好,适合装柱,在1mol/L HNO3水溶液中,对铯离子具有较高的交换容量.     

水溶性氧杂酰胺类化合物的合成及表征

以二甘醇为原料, 经氧化得到的二甘酸, 通过氯代或缩合反应得到中间体酰氯和酸酐, 二烷基胺在吡啶催化下与酰氯或酸酐发生胺解反应, 合成出系列水溶性氧杂单酰胺及氧杂双酰胺, 包括N,N-二烷基-3-氧杂-戊酰胺酸系列和N,N,N'N'-四烷基-3-氧杂-戊二酰胺系列(烷基包括甲基、乙基和丙基). 用IR和¹H NMR对合成的目标产物进行了表征.     

N-异壬酰基-N＇-取代芳基硫脲的简便合成、晶体结构及生物活性

在无溶剂条件下,以固体光气、异壬酸、硫氰酸钾以及芳胺为原料进行一系列反应,简单、快速、高效地合成了一系列N-异壬酰基-N＇-芳基硫脲类衍生物.其结构经IR,^1HNMR,^13CNMR进行了表征.用X射线单晶衍射测定了化合物4g的晶体结构,该化合物为单斜晶系,P2（1）/n空间群,晶胞参数为：a=1.4365（4）nm,b=0.7979（2）nm,c=1.5521（4）nm,β=94.814（4）°,V=1.7726（8）nm^3,Dx=1.264Mg·m^-3,Z=4,F（000）=720,μ=0.200mm-1,R=0.058,wR=0.231.化合物4g晶体结构表明,该硫脲分子通过分子间氢键和分子间作用力形成了无限延伸的层状结构.初步生物活性试验结果表明,该系列部分化合物对油菜幼苗的生长具有一定的生长调节作用.     

5-(2-芳氧甲基苯并咪唑-1-亚甲基)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮的合成、 晶体结构及生物活性研究

以2-芳氧甲基苯并咪唑-1-乙酰肼类化合物为原料在微波辐射条件下合成了10种尚未见文献报道的5-(2-芳氧甲基苯并咪唑-1-亚甲基)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮衍生物, 化合物结构经 IR, 1H NMR, 13C NMR 和元素分析进行了表征. 6a 晶体结构表明, 该化合物通过分子间氢键自组装成了沿b轴无限延伸的一维链状超分子结构, 属于单斜晶系, P21/c空间群, a＝11.5484(13) Å, b＝16.5319(19) Å, c＝11.3595(14) Å, β＝108.755(2)°, Z＝2, V＝2053.6(4) Å3, Dx＝1.328 g/cm3, F(000)＝860, µ＝0.19 mm－1, R＝0.060, wR＝0.196. 初步生物活性试验结果表明该系列部分化合物对油菜幼苗的生长具有明显的生长调节作用, 并对枯草杆菌具有一定的抑制作用.     

均质Reuleaux多边形平板转动惯量的求解

Reuleaux多边形是一类特殊的等宽曲线.以Reuleaux三角形为例,介绍两种求解转动惯量的方法,并推广到任意Reuleaux多边形转动惯量的求解.另一方面,基于转动惯量的基本定义的高精度的数值积分结果,印证了解析方法的正确性.     

光学透视式头戴显示设备标定结果量化评价分析

精确的注册是光学透视式头戴增强现实显示系统的核心技术,而光学透视式头戴显示设备的精准量化标定是精准注册的基础。为了实现对标定结果精准程度的衡量,结合光学透视式头戴显示设备的显示特性,提出了一套量化虚实匹配程度的用户评价方法。与传统方法相比,方法对不同用户的视觉反馈信息进行量化分析,克服了在标定结果评价上无法量化虚实配准效果的困难。进一步以导引插线的增强现实场景直观地评价了用户可接受的虚实匹配场景精细程度。实验结果定量地给出了用户对标定结果精度的评价,给增强现实场景设计提供了参考。     

二烃基二硫代膦酸萃取分离三价锕系与镧系元素研究

三价锕系与镧系元素的有效分离是实现“分离-嬗变”先进燃料循环的关键环节之一。然而,由于三价锕系与镧系元素的物理化学性质极为接近,其有效分离一直是分离领域的难题之一。在溶剂萃取分离法中,含S、N等软配体的萃取剂表现出良好的分离性能。1995年,商业试剂Cyanex 301被发现能够从常量镧系元素中有效分离三价锕系元素,随后发现其纯化产品二(2,4,4-三甲基戊基)二硫代膦酸对示踪量和常量的镧系元素中的三价锕系都具有非常好的萃取分离效果,并提出了分离工艺,进行了热实验验证。机理研究结果表明,二(2,4,4-三甲基戊基)二硫代膦与三价锕系或镧系元素形成的配合物中以八配位的立方体为主。烃基换成苯基或氯苯等基团之后,没有分离效果,但在磷酸三烃基酯等中性萃取剂协萃条件下,具有一定的分离效果。最近发现烃基换成o-三氟甲基苯基后,可以获得非常好的分离效果。虽然二烃基二硫代膦酸的稳定性还期望进一步提高,对其萃取分离机理的认识还有待深入,但是由于其卓越的分离性能,在三价锕系与镧系元素分离应用中具有良好的应用前景。