1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐对几种稀土元素(Y、Nd、Eu、Dy)的萃取

近年来,含氮软配体化合物R-BTP(bis-triazine-pyrdine,R为烃基)作为萃取剂开始应用在An(III)/Ln(III)分离工艺中。将R-BTP溶于离子液体中对稀土元素进行萃取,探索利用BTP/离子液体体系实现次锕系核素和镧系元素分离的可行性。

1.先将2,6-bis(5,6-dibutyl-1,2,4-triazin-3-yl)pyridine(isoBu-BTP)作为萃取剂,以疏水性咪唑类离子液体 1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([C2mim][NTf2])为稀释剂,考察了其对几种稀土元素(Y、Nd、Eu、Dy)的萃取,其中以Dy和Eu元素分别模拟乏燃料中的锕系和镧系元素,通过液液萃取考察了萃取体系在硝酸介质中镧锕分离性能。

结果表明:与传统有机溶剂体系相比,离子液体萃取体系在低酸度(0.01 mol/L-0.1 mol/L)下对稀土元素有较好的萃取效果,特别是对 Dy显示了良好的选择性和萃取动力学； 另一方面,利用高酸(>3 mol/L)可以进行反萃;

2.其次,以lg-lg曲线讨论了isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]体系对 Dy的萃取机理。

结果表明:Dy(III)的萃取机理可能分为两方面,一方面是多数Dy(III)与isoBu-BTP形成摩尔比为1:3配合物,另一方面是小部分Dy(III)与[C2mim]+进行阳离子交换被离子液体本身萃取,从而证明了该体系中离子液体具有协同萃取的效应;

3.最后,采用不同剂量的γ射线对isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]体系辐照后,研究其对稀土元素(Y、Nd、Eu、Dy)的萃取,考察辐照剂量对萃取体系萃取性能的影响,通过核磁(NMR)、紫外(UV-vis)研究萃取体系辐射稳定性。

研究表明:随着辐射剂量的增加,辐射后的isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]体系相较于辐射前在低酸度下(0.01 mol/L)对Y、Nd、Eu、Dy的萃取率基本不变。从总体上看,isoBu-BTP/[C2mim][NTf2]具有良好的耐辐射性。