新型二甘醇四酰胺的合成及其在常规溶剂中萃取铀酰离子钍离子的研究.docx

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新型二甘醇四酰胺的合成及其在常规溶剂中萃取铀酰离子钍离子的研究

新型二甘醇四酰胺的合成及其在常规溶剂中萃取铀酰离子、钍离子的研究

研究新型萃取剂从硝酸介质中萃取分离铀钍元素对改进乏燃料后处理工艺，推动核电技术的发展具有重要意义。

酰胺类萃取剂易合成、耐辐射、不易水解、无污染，被认为是能应用于核燃料后处理领域的重要萃取剂。

本研究中，我们以二甘醇酸酐为原料，合成9种多位点的二甘醇四酰胺，对其进行了结构表征。

研究了它们对硝酸介质中U（VI）、Th（IV）的萃取行为，重点考察了体系酸度、稀释剂种类、萃取剂结构和浓度对萃取效果的影响，分析了其萃取机理，并将其萃取分离效果与常规铀钍萃取剂TODGA进行了对比。

研究表明：

在高酸度下，二甲苯稀释剂中，C4（-C2H5）萃取剂的萃取效果最好，且具有很高的铀钍分离系数。

关键词：

二甘醇四酰胺；合成；萃取分离效果；U（VI）、Th（IV

一、前言

1.1研究背景

随着全球经济的飞速发展以及对能源需求的持续扩展，化石燃料作为不可再生资源，将很快被我们消耗殆尽，能源危机已然迫在眉睫，人们迫切需要寻找一种替代能源。

核能作为一种经济、安全、可靠、清洁的新能源，其独特的优越性和重要性已越来越被认识，核能的发展也越来越受到重视，目前我国核电的发展已进入了一个新阶段。

但与此同时，核能的开发利用过程中会产生大量的放射性废物，如何持续、安全、经济地利用核能，安全有效地处理这些高放废液，已成为保证核能长远发展、解决当下及很长一段时间内能源危机的关键问题。

核燃料循环是核工业体系中的重要组成部分。

其中乏燃料中包含有大量的放射性元素，许多放射性物质的放射性将持续数千年，并且在土壤、水体中发生浓缩，对人类健康和环境保护造成极大的危害[1]。

因此，乏燃料后处理是核工业中实现核燃料循环的不可缺少的环节。

为了确保核能的可持续发展，必须建设一个独立、完整和先进的核燃料循环工业体系，寻求更加优化的乏燃料后处理工艺。

溶剂萃取（液-液萃取）具有分离效率好、试剂耗量少、能耗低、溶剂易于复生再用等优点，被认为是乏燃料后处理中一种很有效的分离方法[2]。

早在1954年，磷酸三丁酯（TBP）就在核燃料后处理领域得到了广泛应用[3]，但TBP含有磷元素，不能完全燃尽而污染环境，且受热或受辐射后容易发生部分降解，干扰正常萃取过程。

为了寻找安全环保的萃取方法，近年来的研究主要集中在工艺流程的改进和新萃取剂的研制发面，其中酰胺类萃取剂的研究取得了较大进展,被认为是核燃料后处理领域最具有潜在价值的一类萃取剂。

1.2酰胺类萃取剂国内外研究进展

酰胺类萃取剂含有强极性的C=O基，它们与含磷萃取剂一样，对金属离子有较强的萃取能力。

相比于含磷萃取剂，这类萃取剂合成简便，不易水解，耐辐照，在处理过程中生成的降解产物（羧酸和仲胺）亦不影响萃取过程，且分子中不含有磷原子，所以能完全燃烧无固体产物，有望取代TBP成为处理核燃料的新型绿色环境友好型萃取剂，具有很大的发展前景[4]。

近年来，国内外在研究酰胺类萃取剂方面取得了较大进展。

研究较多的酰胺类化合物包括N,N-双取代酰胺类萃取剂（单酰胺）、N,N,N’,N’-四取代双酰胺类萃取剂（双酰胺）、环状酰胺类萃取剂。

其中对双环酰胺的研究还处于初级的摸索阶段，仅有少量相关的文献报道[5]。

而较之于单酰胺，双酰胺类萃取剂由于有两个功能基团，可以通过设计各个取代基和相应双官能团间的距离，得到拟定的萃取剂；这些萃取剂萃取能力强，选择性好，因而受到了特别的关注[6]。

双酰胺包括N,N,N’,N’-四取代双酰胺烷基类萃取剂和N,N,N’,N’-四取代双酰胺荚醚类萃取剂。

自1978年Norbert合成了一系列酰胺荚醚类化合物以来，中国原子能科学研究院、四川大学等研究发现与普通双酰胺类萃取剂相比较，双酰胺荚醚类萃取剂有更多的优点和更好的萃取性能[7]。

这是因为四取代双酰胺夹醚类萃取剂共振结构和桥撑链-（CH2OCH2）-的存在，羰基氧上的负电性增加了氧原子的给电子能力,烷氧原子的氧有孤对电子,可以参与成键,同时烷基的活动性能较大,在空间构型允许的情况下醚氧原子也可参与成键，即荚醚可以尽可能克服空间位阻的影响与金属离子配位[8]。

从而使该类萃合物的稳定性增加，化学分解性和辐射分解性降低，萃取效率及萃取分离性能提高。

综上所述,酰胺类萃取剂对锕系元素具有很好的萃取效果,且酰胺的种类和结构是制约萃取锕系元素能力的最主要因素。

因此,在此双酰胺夹醚类基础上，还有待于我们进一步寻找一种更为理想的新型酰胺类萃取剂。

1.3研究目的及意义

乏燃料后处理是核工业中实现核燃料循环的重要环节[9]，由于其主要依赖萃取方法,持续研究和开发新的萃取剂一直是放射化学工作者的重要工作，对促进核工业的快速发展具有重要意义。

本研究中，我们以二甘醇酸酐为原料，通过衍生化合成出多位点的二甘醇四酰胺，并从稀释剂的影响、硝酸浓度的影响、萃取剂种类等各个方面来探究该二甘醇四酰胺萃取剂对铀酰离子、钍离子的萃取行为，利用斜率法研究了其萃取机理。

最后总结规律，提出此酰胺萃取剂的新理论及应用前景。

研究中合成的二甘醇四酰胺萃取剂与前面研究的双酰胺夹醚类萃取剂相比，有更多的萃取位点，保证了更好的萃取效果，且绿色无污染，对改进乏燃料后处理工艺及推动核电技术的快速可持续发展具有巨大的理论和现实意义。

2、

萃取剂的合成与表征

2.1仪器与试剂

2.1.1实验仪器

表2.1本章所用实验仪器汇总表

仪器

型号

生产厂家

电子天平

FA1004

上海良平仪器仪表有限公司

旋转蒸发器

RE2000

上海亚荣生化有限公司

电热恒温水浴锅

HWS28

上海一恒科技有限公司

恒温磁力搅拌器

85-2型

上海司乐仪器有限公司

加热磁力搅拌器

RETbasicIKA

杭州谱仪科技有限公司

循环水式多用真空泵

SHB-Ⅲ型

郑州长城科工贸易有限公司

鼓风电热恒温干燥箱

SC101型

浙江省嘉兴县新滕电热仪器厂

砂芯漏斗

D-7401

天津市华兴科学仪器厂

三用紫外分析仪

ZF-1

上海精科实业有限公司

核磁共振仪

Varian400MHz

美国Varian技术公司

2.1.2实验试剂

表2.2本章所用实验试剂汇总表

试剂名称

纯度

生产厂家

石油醚

AR

利安隆博华医药化学品有限公司

无水乙醇

AR

利安隆博华医药化学品有限公司

浓盐酸

AR

利安隆博华医药化学品有限公司

CHCl3

AR

利安隆博华医药化学品有限公司

CH2Cl2

AR

天津市凯通化工试剂有限公司

丙酮

CP

天津市光复精细化工研究所

二正丁胺

AR

天津市光复科技有限公司

二正己胺

AR

天津市光复科技有限公司

二正辛胺

AR

天津市光复科技有限公司

二甘醇酸酐

AR

百灵威科技有限公司

无水硫酸钠

AR

西陇化工股份有限公司

乙二胺

AR

东京化成工业株式会社

N,N’-二乙基乙二胺

AR

东京化成工业株式会社

N,N’-二异丙基乙二胺

AR

东京化成工业株式会社

DCC（N,N’-二环己基碳酰亚胺）

AR

国药集团化学试剂有限公司

HOBT（1-羟基苯并三唑）

AR

上海达瑞精细化学化学品有限公司

2.1.3分析测试方法

400兆核磁共振谱仪NMR与13CNMR，产物谱图详见附页。

2.2二甘醇四酰胺的合成

2.2.1中间产物的合成

由二甘醇酸酐和二正丁胺在CH2Cl2环境中反应制得，反应方程式如下：

物料摩尔比：

二甘醇酸酐：

二正丁胺=2.5:

1

实验步骤：

（1）向装有磁搅拌的100ml单口瓶中投入4.46g二正丁胺，再加入30mlCH2Cl2，冷却至室温后，分批次加入二甘醇酸酐10.00g，室温下搅拌24h；

（2）后处理：

用5%的HCl酸洗3次，每次50ml，再用水洗2次，每次50ml，干燥，减压蒸馏，纯化后得此中间产物，所得质量为6.44g，收率为76.3%。

2.2.2

的合成

由和二乙基乙二胺反应制得，反应方程式如下：

物料摩尔比：

2-（-2-（二丁胺基）-2-氧代乙氧基）乙酸：

二乙基乙二胺：

DCC:

HOBT=2.0:

1:

2.2:

2.2

实验步骤：

（1）向100ml单口瓶中投入上步反应中制得的中间产物，再加入DCC5.59g，HOBT3.87g及30mlCH2Cl2，室温搅拌0.5h后加入二乙基乙二胺1.52g，连续反应48h；

（2）后处理：

反应完全后，将其中的CH2Cl2旋蒸除去，剩余物质用PE:

EA=1：

1的混合液洗涤3次，抽滤后，母液用5%HCl（aq）洗涤3次，每次50ml，水洗3次，每次50ml，再用饱和NaCl（aq）洗涤2次，分离留下有机层，并用无水Na2SO4干燥。

旋蒸，过柱子，收集含有产物的溶液，蒸干溶剂即得纯产物。

所得质量为7.0g，收率为93.33%。

2.2.3其它二甘醇四酰胺类萃取剂的合成

其它萃取剂的合成步骤与上基本相同，只需将2.2.1中的二正丁胺分别换成二正己胺，二正辛胺，将2.2.2中的二乙基乙二胺分别换成乙二胺，二异丙基乙二胺，所得产物结构及相应命名、简称、性状如下：

表2.3本实验所合成的二甘醇四酰胺类萃取剂信息统计表

结构及命名

性状

简称

白色粉末状

C4

黄色粘稠液体

C6

黄色粘稠状液体，粘度相对C6的要小一些

C8

白色固体

C4（-C2H5）

淡黄色固体

C6（-C2H5）

淡黄色固体

C8（-C2H5）

白色固体（稍微有点偏黄）

C4（-异丙基）

淡黄色固体

C6（-异丙基）

白色固体

C8（-异丙基）

3、

萃取实验过程

3.1仪器与试剂

3.1.1实验仪器

表3.1本章所用实验仪器汇总表

仪器

型号

生产厂家

可见分光光度计

723N

上海精密科学仪器有限公司

电子天平

FA1004

上海良平仪器仪表有限公司

医用离心机

TG18M

长沙平凡仪器仪表有限公司

调速多用振荡器

HY-4

北京科伟永兴仪器有限公司

超声波清洗器

KQ5200E型

昆山市超声仪器有限公司

3.1.2实验试剂

表3.2本章所用实验试剂汇总表

试剂名称

纯度

生产厂家

六水合硝酸铀酰

AR

湖北楚威化工有限公司

水合硝酸钍

AR

中国兰州国营404厂

偶氮胂Ⅲ

AR

天津市科密欧化学试剂有限公司

浓硝酸

AR

白银良友化学试剂有限公司

二甲苯

AR

天津市光复科技有限公司

三甲苯

AR

天津市光复科技有限公司

氯仿

AR

天津市光复精细化工研究所

正庚烷

AR

天津市光复科技有限公司

正辛醇

AR

天津市光复科技有限公司

3.2表示萃取的一些参数

最常用的表示萃取过程和萃取平衡的参数是相比R和分配比D，它们的计算方法为：

相比R=V有机相/V水相

分配比D=C有机相/C水相

3.3萃取实验方法

将计算量的水相（5.173×10-4mol/LUO2（NO3）2）和有机相（萃取剂已在稀释剂中充分溶解）置于10ml磨口离心试管中，在25±1℃下振荡30min至萃取平衡。

然后在6000rpm下离心5min，取出一定体积的水相，加入2ml0.1%偶氮胂Ⅲ，一定量一定酸度的硝酸和去离子水，使体系的硝酸浓度和体积为一定值。

摇匀，静置15min后以空白溶液为参比，在分光光度计中于652nm波长下测量其吸光度，根据标准曲线求得萃余水相中铀酰离子的浓度，由差减法计算分配比D,如下式。

（钍离子的萃取实验方法与铀酰离子基本相同，测量波长为655nm）

分配比D的计算公式如下：

其中：

co----水相中UO2（NO3）2（或Th4+）的初始浓度；

ci----萃余水相中UO2（NO3）2（或Th4+）的浓度，可由标准曲线计算得到。

3.4萃取实验基本流程

4、

萃取实验结果

4.1对铀酰离子萃取性能的探究

4.1.1酸度的影响及稀释剂的选择

按照实验方法，萃取剂都用C6，稀释剂分别用二甲苯、三甲苯、正庚烷、氯仿、正辛醇，在1-6MHNO3酸度下进行萃取；待萃取离子c（UO22+）=5.173×10-4mol/L,萃取剂浓度为50mmol/L。

实验结果如下：

图4.1不同稀释剂中C6萃取铀酰分配比随酸度变化曲线

（1）HNO3酸度对铀酰萃取效果的影响

从图2中可以看出，在所研究的酸度范围内，在不同的稀释剂中，随着HNO3浓度的增加，C6萃取剂对铀酰的萃取能力（分配比D）均增大。

可能是因为随着HNO3浓度的增加，溶液中NO3—浓度增大，在萃取过程中产生同离子效应，有利于萃取[10]。

（2）不同稀释剂对铀酰萃取效果的影响

从图4.1中可看出，在同一酸度下，不同稀释剂对分配比的影响较大，在这五种稀释剂中C6萃取剂对铀酰的萃取能力（分配比D）为：

正庚烷>二甲苯≈三甲苯>氯仿≈正辛醇。

在氯仿溶剂中萃取率较低可能是因为氯仿易与萃取剂形成氢键C=O…H-CCl3，导致萃取剂活度减小，参与成键的能力减弱[7]；在正辛醇中萃取率较低可能也是由于氢键的形成C=O…HO-C8H17，以致能与铀酰离子螯合的自由萃取剂的浓度减小，萃取能力降低。

而考虑到萃取剂在正庚烷中不好溶解，实验观察到正庚烷做稀释剂时从2mol/L酸度时就开始出现三相；三甲苯本身易挥发，气味较大，相对来说二甲苯价格低廉，萃取效果又较好，因此后续实验采用二甲苯做稀释剂。

4.1.2萃取剂的选择

按照实验方法，稀释剂用二甲苯，选用不同的萃取剂（共9种），在1-6MHNO3酸度下进行萃取；待萃离子c（UO22+）=5.173×10-4mol/L,萃取剂浓度为20mmol/L。

实验结果如下：

图4.2不同萃取剂萃取铀酰分配比随酸度变化曲线

（1）从图4.2中可看出，在所研究的酸度范围内，在不同的萃取剂中，随着HNO3浓度的增大，萃取剂对铀酰的萃取能力（D）均增大，可能是NO3-同离子效应的影响[10]。

（2）在同一酸度下，不同萃取剂对铀酰萃取分配比的影响较大，在所研究的9种萃取剂中，C4（-C2H5）萃取剂对铀酰的萃取能力（分配比D）最大，因此后续试验采用C4（-C2H5）做萃取剂。

（3）C（-C2H5）类萃取剂对铀酰的萃取效果明显优于C（-H）类萃取剂，这是因为酰胺类萃取剂其萃取原理是其中所含的酰胺键，酰胺中的O原子吸引N原子的电子，使O原子周围处于富电子的状态，萃取配位时羰基上O原子的孤对电子参与配位，与金属离子形成络离子，从而被有机相萃取[6]。

而-C2H5是供电子基团，具有推电子效应，增大了C=O周围的电荷密度，更易于与金属离子配位，从而增强了该类萃取剂与稀土金属离子配位的能力。

图4.3不同萃取剂C4、C6、C8萃取铀酰分配比随酸度变化曲线

图4.4不同萃取剂C4（-C2H5）、C6（-C2H5）、C8（-C2H5）萃取铀酰分配比随酸度变化曲线

图4.5萃取剂C4（-异丙基）、C6（-异丙基）、C8（-异丙基）萃取铀酰分配比随酸度变化曲线

（4）由图4.3，4.4可看出，对于不同的萃取剂，在较高酸度下，它们对铀酰的萃取能力有C4＞C6＞C8，C4（-C2H5）＞C6（-C2H5）＞C8（-C2H5）。

这是因为随着与N原子相连的取代基烷基链的增长，萃取剂的空间位阻增大，不易生成萃合物且生成的萃合物稳定性降低，萃取效率降低[11]。

（5）对于C4（-异丙基）、C6（-异丙基）、C8（-异丙基）这三种萃取剂，C4（-异丙基）与C6（-异丙基）极性最大，20mmol的这两个萃取剂没有完全溶解于二甲苯，萃取分离后有很明显的三相，更严重者甚至是萃取后有固体生成，比如C4（-异丙基）在4mol/L酸度时萃取铀酰离子时有白色浑浊现象产生，在2,3,4,5和6mol/L酸度时萃取离心后有明显的三相产生。

C6（-异丙基）萃取剂在1,2,3,4,5mol/L酸度时有三相产生，但是在6mol/L酸度时没有三相产生。

C8（-异丙基）可以溶解于二甲苯，萃取离心后在2,3和4mol/L酸度时有三相产生。

正好解释了图4.5中的现象，在较高酸度下，C8（-异丙基）＞C6（-异丙基）＞C4（-异丙基），这是因为C8（-异丙基）的油溶性最强，在5M,6M时未形成三相，C6（-异丙基）仅在6M时无三相，C4（-异丙基）均出现三相，三相的出现大大减弱了其萃取效果。

4.2对钍离子萃取性能的探究

4.2.1酸度的影响

按照实验方法，萃取剂用C4（-C2H5），稀释剂用二甲苯，不同HNO3酸度下（1M-6M）对钍的萃取；待萃取离子c（Th4+）=9.444×10-4mol/L,萃取剂浓度为20mmol/L。

实验结果如下：

图4.6二甲苯中C4（-C2H5）萃取钍分配比随酸度变化曲线

从图4.6中可以看出，在所研究的酸度范围内，在二甲苯稀释剂中，随着HNO3浓度的增加，C4（-C2H5）萃取剂对钍的萃取能力（分配比D）增大。

这是因为随着c（HNO3）的增大，溶液中NO3—的浓度增大，在萃取过程中产生同离子效应，促进了该萃取剂对钍离子的萃取。

4.2.1萃取剂的选择

按照实验方法，分别以C4（-C2H5），TODGA为萃取剂，以二甲苯为稀释剂，不同HNO3酸度下（1-6M）对钍的萃取；待萃离子c（Th4+）=9.444×10-4mol/L,萃取剂浓度为20mmol/L。

实验结果如下：

图4.7二甲苯中不同萃取剂萃取钍分配比随酸度变化曲线

（1）从图4.7中可看出，在所研究的酸度范围内，在不同的萃取剂中，随着HNO3浓度的增大，萃取剂对钍的萃取能力（D）均增大，即较高酸度下的萃取效果较好，可能是NO3-同离子效应的影响。

（2）从图4.7也可看出，在所研究的酸度范围内，在同一酸度下，不同萃取剂对钍萃取分配比的影响较大，与以前萃取钍常用的萃取剂TODGA相比，本实验所合成的二甘醇四酰胺类萃取剂C4（-C2H5）对钍的萃取效果要好很多，因此有很大的应用价值。

4.3萃取机理的探究

4.3.1萃取铀酰离子

（1）先研究不同稀释剂中铀酰萃取机理：

按照实验方法，以C4（-C2H5）为萃取剂，分别以氯仿、二甲苯为稀释剂，固定硝酸浓度为5mol/L,不同萃取剂浓度下对铀酰的萃取

（2）再研究不同酸度下铀酰萃取机理：

按照实验方法，以二甲苯为稀释剂，C4（-C2H5）作萃取剂，硝酸浓度分别为5mol/L、4mol/L、2mol/L,不同萃取剂浓度下对铀酰的萃取

其中被测的水相中，c（UO22+）=5.173×10-4mol/L,萃取剂C4（-C2H5）浓度为20mmol/L，实验结果如下：

利用斜率法以logD/logc[C4（-C2H5）]o作图可确定UO22+与C4（-C2H5）萃取剂的配位比。

图4.8C4（-C2H5）萃取铀酰的logD-logc关系曲线

从图4.8可以看出，在以二甲苯为稀释剂不同酸度（2M,4M,5M）以及相同酸度（5M）不同稀释剂（二甲苯、氯仿）中，C4（-C2H5）萃取剂对铀酰的萃取分配比D均随着萃取剂浓度的增加而增大；图像显示：

logD-logc基本是一条直线，在稀释剂二甲苯中，拟合直线的斜率处在1.10到1.38之间。

这些偏差是在误差范围之内的，从总的结果来看，在以二甲苯作稀释剂时，我们可以假设一个反应出现在铀酰的萃取过程中[12]：

又已知铀酰离子UO22+中U的配位数是6，假设C4（-C2H5）萃取剂是一个6齿配位体，那么会有一个萃取剂与一个UO22+结合，因此实际测得的配位数为1。

但由于稀释剂、萃取剂的空间位阻、HNO3酸度等因素都会影响萃取剂对铀酰离子的萃取[7]（如在稀释剂氯仿中，拟合直线斜率为1.58，见上图4.8），可能会有两个萃取剂分子与一个铀酰离子结合，可能测得的配位数在1-2之间。

4.3.2萃取钍离子

研究不同酸度下钍萃取机理：

按照实验方法，以二甲苯为稀释剂，C4（-C2H5）作萃取剂，硝酸浓度分别为1mol/L、2mol/L,不同萃取剂浓度下对钍的萃取

其中，被萃水相中，c（Th4+）=9.444×10-4mol/L,萃取剂浓度为20mmol/L。

利用斜率法以logD/logc[C4（-C2H5）]o作图可确定Th4+与C4（-C2H5）萃取剂的配位比。

图4.9C4（-C2H5）萃取钍的logD-logc关系曲线

从图4.9可以看出，在以二甲苯为稀释剂不同酸度（1M,2M）中，C4（-C2H5）萃取剂对钍的萃取分配比D均随着萃取剂浓度的增加而增大；图像显示：

logD-logc基本是一条直线，拟合直线的斜率处在1.78到1.80之间。

这些偏差是在误差范围之内的，从总的结果来看，在以二甲苯为稀释剂时，我们可以假设一个反应出现在钍的萃取过程中[12]：

又已知Th4+中Th的配位数是9，由实验可以假设在该反应中，有两个萃取剂与一个Th4+结合，配位数为2，而C4（-C2H5）萃取剂最多是一个6齿配位体，猜测可能是受到萃取剂空间位阻的影响，使得其萃取Th4+的配位数为2。

4.4分配比的比较及分离系数的计算

按照实验方法，选用二甲苯为稀释剂，分别以C4（-C2H5）、TODGA为萃取剂，不同酸度下（1-6M）分别对UO22+、Th4+的萃取；c（UO22+）=5.173×10-4mol/L，c（Th4+）=9.444×10-4mol/L,萃取剂浓度为20mmol/L。

实验结果如下：

图4.10分配比的比较

从图4.10中可以看出，当用TODGA和C4（-C2H5）作萃取剂时，它们各自对钍的萃取分配比均比对铀酰离子的萃取分配比高很多；且无论是对铀酰离子还是对钍离子，C4（-C2H5）萃取剂的萃取效果均比TODGA萃取剂要好；相对于TODGA对U、Th的萃取以及C4（-C2H5）对U的萃取来说，C4（-C2H5）对Th的萃取的分配比要高很多。

在6MHNO3酸度下，在稀释剂二甲苯中，分别用TODGA和C4（-C2H5）作萃取剂，可计算铀酰离子、钍离子的分离系数如下：

TODGA作萃取剂时，βTh/U（TODGA）=

；

C4（-C2H5）作萃取剂时，βTh/U[C4（-C2H5）]=

；

由计算结果及图4.10可得出，两种萃取剂对铀酰离子和钍离子都有很好的分离效果，但相对来说，C4（-C2H5）萃取剂比铀钍常规萃取剂TODGA的分离效果更好，萃取效果也更佳，可认为是铀-钍核燃料循环中很有研究前景及应用价值的一种萃取剂。

5、

结论与分析

本研究中，我们以二甘醇酸酐为原料，合成了一系列结构类似的二甘醇四酰胺即夹醚类萃取剂，对其进行产品表征；并与常用的铀钍萃取剂TODGA对照，进一步研究了其在硝酸介质中对铀酰离子、钍离子的萃取，考察了体系酸度、稀释剂种类、萃取剂结构和浓度对萃取分配比的影响。

通过分析大量实验所得出的数据，现将初步结论总结如下：

1.在一定的酸度范围内（1-6M），在所研究的不同的常规溶剂稀释剂及萃取剂中，随着HNO3浓度的增大，萃取剂对UO22+、Th4+的萃取能力（分配比D）均增大，这是因为NO3—的同离子效应。

2.在所研究的5种常规溶剂稀释剂中，萃取剂对UO22+的萃取效果有正庚烷>二甲苯≈三甲苯>氯仿≈正辛醇。

在氯仿和正辛醇中萃取率较低可能是因为它们易与萃取剂形成氢键C=O…H-CCl3、C=O…HO-C8H17，导致萃取剂活度减小，参与成键的能力减弱，萃取能力降低；而萃取剂在正庚烷中不易溶解，易出现三相，三甲苯易挥发，气味大，相比之下，二甲苯成本