《稀土元素組分離用杯芳烴衍生物的合成》是依託四川大學，由馮文擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：稀土元素組分離用杯芳烴衍生物的合成
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：馮文
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稀土元素組高效分離是關係核燃料後處理可持續性發展的一個關鍵問題。本項目基於以氨基甲醯甲基氧化膦(CMPOs)取代的杯[4]芳烴平台，設計在杯環上沿CMPO主鏈引入含分子內氫鍵的芳醯胺，合成一系列新型杯芳烴衍生物；藉助氫鍵與多配位協同作用，通過結構變化對配位原子鹼性以及基團預組織性的影響，提高這類分子對低本底稀土元素組離子的萃取效率和選擇性。同時利用近年發現的大環磺醯胺作為多配位平台，構築另一類構象類似杯芳烴錐體異構體的新型萃取劑。考察上述配體分子結構因素，包括氫鍵、杯環構象和連線鏈長度，以及萃取條件，特別是高酸度條件對萃取的影響，並結合計算機分子模擬，實現對結構與性能關係的調控，獲得新型高效的An/Ln組分離萃取體系。本課題研究利用分子內氫鍵和協同作用影響配位與萃取行為的關係，不僅將為發展CMPO類萃取劑提供新的方向和思路，而且將為進一步設計和篩選具有套用潛力的這兩類大環萃取劑奠定基礎。
結題摘要
利用多個CMPO基團預組織性，藉助杯芳烴平台協同作用實現鑭錒離子組分離是當今放化分離領域的研究熱點之一。本研究首先在杯環與CMPO 間引入含分子內氫鍵數目不同的芳醯胺間隔基，製備了四種不同分子剛性結構的新型杯芳烴萃取劑及其小分子對照化合物，此外還在杯環上引入CMPO功能團或具有三中心氫鍵結構的寡聚芳醯胺用於稀土元素組分離，考察局部氫鍵固定的預組織作用對La3+, Eu3+, Yb3+, Th4+, UO22+的液-液萃取性能的影響，結果發現分子局部柔順性可影響An/Ln的選擇性分離，研究結果揭示了分子設計中分子內氫鍵、CMPO-杯[4]芳烴間隔基協同配位作用與萃取行為的關係。同時本課題還率先將杯芳烴的類似物柱芳烴-氧化膦和柱芳烴-CMPO衍生物用於鑭錒系離子的萃取分離研究領域，發現該類衍生物能夠有效分離放射性元素241Eu和152Am，為進一步研究這類新型的大環萃取劑奠定了基礎。上述結果發表SCI論文9篇，申請專利1項。尚有部分工作已投稿或正在整理和數據補充中。
