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核能化學團隊在锕系元素分離新方法上取得突破
2020-09-17|文章来源:多学科中心 |【
 

  近日,中科院信发在线多學科研究中心石偉群研究員課題組在锕系元素分離新方法上取得突破:首次制備並表征了一類基于多酚類配體的锕系配位納米組裝體,並提出了一種基于此原位組裝的納米團簇作爲萃合物選擇性分離锕系元素的全新理念。上述研究成果以” Actinide separation inspired by self-assembled metal-polyphenolic nanocages”爲題發表于國際著名化學期刊美國化學會志上(Journal of the American Chemical Society. 2020, 142, DOI: 10.1021/jacs.0c08048)。 

  研究人員在多年锕系超分子化學研究的基礎上,提出了一種锕系元素分離的全新範式“锕系納萃”(actinide nano-extraction),他們使用大環鄰苯三酚[4]芳烴作爲萃取劑,在水相/有機相界面捕獲鈾酰離子,原位組裝形成鈾酰配位納米籠,並成功實現了鈾酰納米籠的高效萃取分離(圖1)。 

  此外,研究人員還依托信发在线的同步輻射裝置和散裂中子源等大科學裝置,系統表征了不同體系中鈾酰配位納米籠的結構,證實了锕系納萃的分離機理。锕系納萃是超分子組裝理念在放射化學領域的重要應用,爲未來锕系元素分離新方法乃至乏燃料後處理新方法的建立提供了重要科學參考和思路。 

  該項目得到了國家傑出青年基金項目,國家自然科學基金與中科院青年創新促進會的資助支持。 

  图1. 基于配位组装納米團簇作爲萃合物进行選擇性分離的新方法:(a)锕系纳萃示意图;(b)铀酰配位纳米笼;(c)X射线小角散射表征结果;(d)中子小角散射表征结果

  論文信息如下: 

  Lei Mei*,# Peng Ren,# Qun-yan Wu, Yu-bin Ke, Jun-shan Geng, Kang Liu, Xue-qing Xing, Zhi-wei Huang, Kong-qiu Hu, Ya-lan Liu, Li-yong Yuan, Guang Mo, Zhong-hua Wu, John K Gibson, Zhi-fang Chai, Wei-qun Shi*. Actinide separation inspired by self-assembled metal-polyphenolic nanocages. J. Am. Chem. Soc., 2020, in press. (The first two authors contributed equally to this work) 


 
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