Диамиды дикарбоновых кислот - экстрагенты и ионофоры для извлечения и определения радионуклидов

• Автор: Елисеев, Иван Иванович
• Шифр специальности: 02.00.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 ДИАМИДНЫЕ ЭКСТРАГЕНТЫ

1.2 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ.

1.3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 СИНТЕЗ ЭКСТРАГЕНТОВ.

2.1.1 Синтез диамидов дипиколиновой кислоты

2.1.2 Синтез диамидов 2,2дипиридил6,6дикарбоновой кислоты.

2.1.3 Синтез 5,,,тстракисдиэтилкарбамоилметоксиметилкарбоксамидо,,,тетрапропоксикаликс4арсна
2.1.4 Синтез фторированных растворителей.
2.2 МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.3 МЕТОДИКИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЭКСов.
2.4 МЕТОДИКИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СЕНСОРОВ
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 ЭКСТРАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ДИАМИДОВ
ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
3.1.1 Экстракция металлов растворами НЫтетраоктилдигликольамида ТОООА в полярных фторированных растворителях
3.1.1.1 Экстракция азотной кислоты.
3.1.1.2 Экстракция америция и европия из растворов азотной кислоты.
3.1.1.3 Экстракция урана, плутония и нептуния из растворов азотной кислоты.
3.1.1.4 Экстракция лантанидов из растворов азотной кислоты.
3.1.2 Экстракция металлов 5,,,тетракисдиэтилкарбамоилметоксиметилкарбоксамидо,,,тетрапропоксикаликс4ареном С2
3.1.2.1 Сравнение экстракционной способности каликсарена
С2 и по отношению к европию
3.1.2.2 Сравнение экстракционной способности каликсарена
С2 и по отношению к лантаиидам.
3.1.2.3 Сравнение экстракционной способности каликсарена
С2 и по отношению к переходным металлам
3.1.3 Экстракция металлов диамидами дипиколиновой кислоты
3.1.3.1 Экстракция лантанидов и америция из растворов
азотной кислоты
3.1.3.2 Экстракция урана и продуктов деления из растворов азотной кислоты
3.1.3.3 Сорбция актинидов и европия ТВЭКСом
3.1.4 Экстракция металлов диамидами дипиридилдикарбоновой
кислоты
3.1.4.1 Экстракция америция и европия из растворов азотной кислоты
3.1.4.2 Изучение комплексообразования с РЗЭ.
3.1.5 Обсуждение по разделу 3.1.
3.2 ЭКСТРАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ДИАМИДОВ В СМЕСЯХ
С ХЛОРИРОВАННЫМ ДИКАРБОЛЛИДОМ КОБАЛЬТА ХДК
3.2.1 Экстракционная способность смесей с ХДК.
3.2.2 Экстракционная способность смесей с ХДК
3.2.3 Экстракционная способность смесей с ХДК
3.2.4 Обсуждение по разделу 3.2
3.3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИАМИДОВ В СЕНСОРАХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ.
3.3.1 Сенсоры на основе 1ХДК
3.3.2 Сенсоры на основе ХДК и С2ХДК.
3.3.3 Сенсоры на основе ХДК
3.3.4. Обсуждение но разделу 3.3.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диссертация изложена на 6 машинописных страницах, содержит таблицы и рисунков. Одним из классов веществ, исследуемых на возможность применения как экстрагентов для извлечения актинидов лантанидов из ВАО, являются диамиды дикарбоновых кислот. Наиболее подробно изучены диамиды дигликолевой кислоты, для которой были разработаны технологические процессы по переработке ВАО, поэтому они будут рассмотрены более подробно ниже. Наравне с указанными диамидами, в последнее время, возник интерес к диамидам дипиколиновой кислоты, как к перспективным экстрагентам для извлечения РЗЭ. Дигликольамиды рисунок 1. Первоначально дигликольамиды были представлены в качестве экстрагентов Штефаном Н. II, II, II и РЗЭ М,ЬтдиметилМ,Мдигексилдигликольамидом , Ix. Позднее было обнаружено, что дигликольамиды обладают высокой экстракционной способностью по отношению к актинидам и лантанидам из растворов азотной кислоты 3. Для выбора диамида, обладающего наилучшими экстракционными свойствами, были исследованы дигликольамиды с различными заместителями. Влиянию заместителя у атома азота длины алкильной цепочки на экстракционные свойства амидов было посвящено несколько работ, однако, до сих пор данный вопрос не является однозначно решенным. Рисунок 1. Амиды дигликолевой кислоты экстрагируют металлы по сольватному механизму. Одной из важных характеристик экстрагента является его хорошая растворимость в используемом растворителе. Традиционным растворителем применяемым для растворения дигликольамидов является алифатические углеводороды, например, ндодекан. Проведенное исследование 5, охватившее ряд тетраалкилдигликольамидов с алкильными заместителями различной длины от до показало, что увеличение длины алкильной цепочки повышает растворимость в додекане. Среди исследованных веществ только диамиды с гексильными, октильными и додецильными заместителями характеризуются достаточной растворимостью в додскане. Причина малой растворимости диамидов с короткими алкильными заместителями в додекане заключается в высокой полярности и гидрофильности данных веществ. При этом, с увеличением длины заместителя коэффициенты распределения III уменьшаются 6. Для оценки емкости экстрагента по экстрагируемому металлу был разработан аналитический метод, который определяет предельное максимальновозможное содержание металла в экстрагенте , при котором еще не происходит образование третьей фазы. С использованием данного метода была исследована экстракция III 7, а также II и IV 8 тетраалкилпроизводными дигликольамида. В качестве модифицирующей добавки, позволяющей избежать возникновения третьей фазы, использовали Ы,Кдигексилоктанамид . ЬОС строго зависит от количества добавляемого моноамида. Среди исследованных дигликольамидов только содержащий самые длинные алкильные заместители Ы,1,ЬГ,Ытетрадодецилдигликольамид ГОсЮСА не образует третьей фазы. Было показано, что наибольшие ЬОССа, С,ОС1Мс1 и ЬОС2г достигаются при использовании следующих экстрагентов Ы,Ы,Ытетраоктилдигликольамид ТСЮСА 0,51 М ОНОА в ядодекане и ТОсЮСА в ядодеканс. Признано, что наилучшими экстракционными свойствами среди диамидов дигликолевой кислоты обладает М,М,М,Мтетраоктилдигликольамид ТСЮСА рисунок 1. ТСЮСА обладает высокой растворимостью в алифатических углеводородах и характеризуется высокими значениями коэффициентов распределения при экстракции актинидов III и лантанидов III из азотнокислых растворов 9,. Рисунок 1. Коэффициенты распределения америция и кюрия достаточно высоки при экстракции из растворов азотной кислоты с концентрацией выше 1М 0,1М раствором ТСЮСА в ядодекане и достаточно низки 0, при реэкстракции 0, мольл раствором азотной кислоты. Экстракция лантанидов происходит также хорошо . Экстракционная способность к трехвалентным катионам Ат г и Ей у ТСЮСА выше, чем к уранилиону. Дигликольамиды имеют в своем строении два карбоксильных кислорода и один эфирный кислород. Проведенные структурные исследования показали, что молекула дигликольамида координируется различным образом при экстракции разных металлов.