羧基/偕胺肟基功能材料制备及铀吸附机制研究
发布时间：2021-11-13 21:18
铀是核工业领域重要战略资源,制约着核能可持续发展。基于海水中巨量的铀资源储备,从海水中有效分离铀是一项富有挑战性的国际性难点科学问题,其成功解决具有重要战略意义与应用前景。海水提铀最关注的是对铀具有选择吸附性功能材料的构制,而偕胺肟基功能材料己在海试验证中获得了国际同行的广泛认可。为了提升此类功能材料的提铀性能,人们在其结构优化、吸铀能力考核以及与铀的作用机制等方面取得了很多有参考价值的研究成果,但仍存在一些问题有待解决,除了材料制备过程产生的大量含丙烯腈高毒性有机废液需进行无害化处理,在理论上也不能解释材料吸附铀容量与接枝率非正向相关的实验现象。因此非常有必要围绕偕胺肟基功能材料开展制备方法研究、外界环境对吸附机制的影响研究以及辅助基团的协同吸铀机制研究。本论文以对铀具选择吸附性能的偕胺肟基团为出发点,以聚丙烯-聚对苯二甲酸乙二酯皮芯复合纤维（P-T）和聚丙烯无纺布（PP）为基体,通过辐射接枝的方法,先后制备了若干种辅助基团与偕胺肟基团复合接枝的功能材料;并针对不同功能材料设计了相应的吸附铀体系,用以探寻存在于外界环境与内部结构中影响铀吸附性能的关键线索,并辅以理论计算来解释存在于其...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ化学结构丨６１??
氮原子作为给电子基通过氢键作用可以提高配合物的稳定性。以此为基础，??１９９２年，美国Ｋｅｎｎｅｔｈ?Ｎ．?Ｒａｙｍｏｎｄ等［６］设计了含有】个氮原子的螯合剂，此类??螯合剂有ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ三种类型，结构如图１．２，其可在赤道平面与铀形成??６配位结构，配位原子为羧基上的氧，端基上的氮与铀酰上的氧通过氢原子相连??对配位结构进行了固定，发现分子内氢键使得相应铀酰上的Ｕ－Ｏ键长增大，同??时近赤道面上配位原子与中心铀离子键长缩短，如图１．３。??ＨＣ，＊Ｎｆ＞＾０ｖｖＲ＼?ＨＣＩ＊Ｎｆ＾０ｖＱ＼??Ｉｈｏ２ｃＭ３?ｒ?ｈｏ２ｃＸ＾?ｊ３?、ｈｏ２ｃＸＪ?Ｉ??ＮＥＢ＇Ｈａ?Ｒ?＝?Ｈ：ＭＰＢ＊ＨＣＩ?ＮＰＮ＇ＨＣＩ??Ｒ?＝?Ｃ１ｇＨ３７?：?ＮＰｏｄＢ＊?ＮＣＩ??图１．２ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ化学结构丨６１??３??
图１．３ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ与铀酰离子的配位图｜（＞｜??１９９５年，Ｋｅｎｎｅｔｈ?Ｎ．?Ｒａｙｍｏｎｄ等【７］又设计了含有３个氮原子的螯合剂，结构??如图１．４’其与铀酰离子的螯合形式，如图１．５。２００５年，法国Ｆｒ碰ｒｉｃＴａｒａｎ等??［８］设计了含有４个氮原子的螯合剂，结构如图１．６。??（■）??＾?Ｊ＾ＨＣｌ?？３！??ｈ?（Ｗ?？??图１．４三氮羧酸螯合剂１７１?图１．５三氮羧酸螯合剂与铀酰离子配位图｜７】??ＨＯ?ＯＨ?＿?９０００?．?§１００００?．．．?．??ＨＯ?－Ｐ＾０?°＾Ｐ－ＯＨ?Ｄ?８０００?Ｉ?１?８０００?４?？—＊—??ｒＶＳ?ｉ?７０００?ｆｔ?Ａ?Ｉ?６０００?ｊ??ｏ?ｏ?．ｊ?６０００?Ｍ?ｎ?ｓ?４０００?ｊ??Ａ。ｖＶ?！＝?ＭａＩｔｉ??Ａ７Ｂ６?（Ｈ，丄）?０??－?４５０?４７５?５００?５２５?５５０?５７５?６００??义／ｎｍ?？??图１．６四氮磷酸螯合剂１８１??（２）疏水效应??疏水效应是利用吸附材料上非极性组分的憎水性，使得金属离子在被络和或??吸附后，可以疏远水分子而稳定存在。２００５年，埃及Ｍ．Ｓ．?Ｅｌ－Ｓｈａｈａｗｉ等１９］制备??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Theoretical studies on the complexation of uranyl with typical carboxylate and amidoximate ligands[J]. XU ChaoFei,SU Jing,XU Xiang,LI Jun. Science China（Chemistry）. 2013(11)
[2]基于GEANT4的60Coγ辐照装置剂量率分布模拟[J]. 李磊,曾凡松,伍晓利,俞祥忠,李晓燕,江虹,李强,黄玮,杨桂霞. 辐射研究与辐射工艺学报. 2013(02)
[3]辐射接枝技术的应用:日本海水提铀研究的进展及现状[J]. 饶林峰. 同位素. 2012(03)
[4]60Co辐照装置剂量场均匀性的优化设计[J]. 王建华,邱小平,罗志平,许浔江,花正东. 辐射研究与辐射工艺学报. 2008(01)
[5]Geant4在核技术领域的应用[J]. 曾志,李君利,程建平,邱睿. 同位素. 2005(Z1)
[6]γ射线密度计传输特性的Monte Carlo模拟[J]. 李正平,吴瑞生,阴泽杰,王胡舰. 核技术. 2004(11)
[7]实验型钴—60辐照装置技术改造及钴源增量后的辐射防护安全评价[J]. 石洪福,朱南康,陶明山,张觐,滕维芳. 苏州医学院学报. 1990(04)
[8]海水综合利用之一——用六硝基二苯胺提取钾的某些研究[J]. 王常發,徐道恒. 化学通报. 1959(07)
博士论文
[1]电子束辐射引发涤纶（PET）接枝提高阻燃抗熔滴性能的研究[D]. 丁川.东华大学 2015
本文编号：3493739
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ化学结构丨６１??
氮原子作为给电子基通过氢键作用可以提高配合物的稳定性。以此为基础，??１９９２年，美国Ｋｅｎｎｅｔｈ?Ｎ．?Ｒａｙｍｏｎｄ等［６］设计了含有】个氮原子的螯合剂，此类??螯合剂有ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ三种类型，结构如图１．２，其可在赤道平面与铀形成??６配位结构，配位原子为羧基上的氧，端基上的氮与铀酰上的氧通过氢原子相连??对配位结构进行了固定，发现分子内氢键使得相应铀酰上的Ｕ－Ｏ键长增大，同??时近赤道面上配位原子与中心铀离子键长缩短，如图１．３。??ＨＣ，＊Ｎｆ＞＾０ｖｖＲ＼?ＨＣＩ＊Ｎｆ＾０ｖＱ＼??Ｉｈｏ２ｃＭ３?ｒ?ｈｏ２ｃＸ＾?ｊ３?、ｈｏ２ｃＸＪ?Ｉ??ＮＥＢ＇Ｈａ?Ｒ?＝?Ｈ：ＭＰＢ＊ＨＣＩ?ＮＰＮ＇ＨＣＩ??Ｒ?＝?Ｃ１ｇＨ３７?：?ＮＰｏｄＢ＊?ＮＣＩ??图１．２ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ化学结构丨６１??３??
图１．３ＮＰＢ、ＮＥＢ、ＮＰＮ与铀酰离子的配位图｜（＞｜??１９９５年，Ｋｅｎｎｅｔｈ?Ｎ．?Ｒａｙｍｏｎｄ等【７］又设计了含有３个氮原子的螯合剂，结构??如图１．４’其与铀酰离子的螯合形式，如图１．５。２００５年，法国Ｆｒ碰ｒｉｃＴａｒａｎ等??［８］设计了含有４个氮原子的螯合剂，结构如图１．６。??（■）??＾?Ｊ＾ＨＣｌ?？３！??ｈ?（Ｗ?？??图１．４三氮羧酸螯合剂１７１?图１．５三氮羧酸螯合剂与铀酰离子配位图｜７】??ＨＯ?ＯＨ?＿?９０００?．?§１００００?．．．?．??ＨＯ?－Ｐ＾０?°＾Ｐ－ＯＨ?Ｄ?８０００?Ｉ?１?８０００?４?？—＊—??ｒＶＳ?ｉ?７０００?ｆｔ?Ａ?Ｉ?６０００?ｊ??ｏ?ｏ?．ｊ?６０００?Ｍ?ｎ?ｓ?４０００?ｊ??Ａ。ｖＶ?！＝?ＭａＩｔｉ??Ａ７Ｂ６?（Ｈ，丄）?０??－?４５０?４７５?５００?５２５?５５０?５７５?６００??义／ｎｍ?？??图１．６四氮磷酸螯合剂１８１??（２）疏水效应??疏水效应是利用吸附材料上非极性组分的憎水性，使得金属离子在被络和或??吸附后，可以疏远水分子而稳定存在。２００５年，埃及Ｍ．Ｓ．?Ｅｌ－Ｓｈａｈａｗｉ等１９］制备??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Theoretical studies on the complexation of uranyl with typical carboxylate and amidoximate ligands[J]. XU ChaoFei,SU Jing,XU Xiang,LI Jun. Science China（Chemistry）. 2013(11)
[2]基于GEANT4的60Coγ辐照装置剂量率分布模拟[J]. 李磊,曾凡松,伍晓利,俞祥忠,李晓燕,江虹,李强,黄玮,杨桂霞. 辐射研究与辐射工艺学报. 2013(02)
[3]辐射接枝技术的应用:日本海水提铀研究的进展及现状[J]. 饶林峰. 同位素. 2012(03)
[4]60Co辐照装置剂量场均匀性的优化设计[J]. 王建华,邱小平,罗志平,许浔江,花正东. 辐射研究与辐射工艺学报. 2008(01)
[5]Geant4在核技术领域的应用[J]. 曾志,李君利,程建平,邱睿. 同位素. 2005(Z1)
[6]γ射线密度计传输特性的Monte Carlo模拟[J]. 李正平,吴瑞生,阴泽杰,王胡舰. 核技术. 2004(11)
[7]实验型钴—60辐照装置技术改造及钴源增量后的辐射防护安全评价[J]. 石洪福,朱南康,陶明山,张觐,滕维芳. 苏州医学院学报. 1990(04)
[8]海水综合利用之一——用六硝基二苯胺提取钾的某些研究[J]. 王常發,徐道恒. 化学通报. 1959(07)
博士论文
[1]电子束辐射引发涤纶（PET）接枝提高阻燃抗熔滴性能的研究[D]. 丁川.东华大学 2015
本文编号：3493739
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