铂催化肼还原U（Ⅵ）制备U（Ⅳ）的DFT研究

发布时间：2024-02-24 09:41

　　在闭式循环的后处理工业流程中,还原剂的选择对铀钚分离十分重要,U(Ⅳ)-肼为还原剂的1B工艺较为稳定,是目前最为理想的还原剂,但U(Ⅳ)不稳定,实际应用中需要有单独的制备工艺。目前制备U(Ⅳ)的工业化流程中异相催化还原法因转化率稳定、不引入杂质,正在逐渐成为主流工艺,其中以铂催化肼还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的研究较多。由于实际反应过程较迅速,且实际反应环境为酸性溶液环境,对过渡态的捕捉、结构研究受到一定限制,故从实验角度探究肼催化分解的具体机理存在困难。基于目前实验数据的不足,本文从量子化学角度出发,以模拟计算的方式对Pt催化N₂H₄还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)反应进行密度泛函研究(DFT)。文中所有计算采用Gaussian09程序,波函数分析采用Multiwfn程序。泛函使用B3LYP,Pt原子使用Los Alamos赝势基组Lanl2TZ(f),体系中的其他原子使用6-31G**基组。使用smd溶剂化模型来模拟溶液环境。通过模拟计算得到铂催化肼还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)反应的过渡态结构,根据对过渡态结构和波函数进一步分析,得到铂催化肼还原U(Ⅵ)...

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【部分图文】：

图1.2Purex流程图

第1章绪论3图1.2Purex流程图

图2.1交换-相关能密度函数近似Jacob天梯图

南华大学硕士学位论文16由于Hartree-Fock近似方法可以给出系统的精确交换能，正好弥补DFT方法的不足，因此在计算中把Hartree-Fock中的交换能与DFT中交换-相关能进行线性组合得到交换-相关泛函。这种泛函比单纯的DFT泛函更加精确，并且可以通过线性组合的系数来调....

图2.2Perdew天梯图

第2章量子化学计算介绍

图3.1N-N断键过渡态结构

南华大学硕士学位论文20渡态，TS2表示N2H4质子化条件下N-N断键的过渡态，TS3表示H3O+条件下N-N断键的过渡态。TS1TS2TS3图3.1N-N断键过渡态结构根据N-N过渡态结构（TS1、TS2、TS3），对其IRC曲线两端端点结构进行opt几何优化，分别得到三种过渡....

本文编号：3908801