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4-氧代庚二酰胺在离子液体中对铀的萃取行为研究
摘要
本文研究了4-氧代庚二酰胺在不同离子液体中对铀的萃取行为。结果表明，当4-氧代庚二酰胺在1-丁基-3-甲基咪唑氯铵([BMIM]Cl)离子液体中作为提取剂时，其萃取效果更好。通过对萃取液进行紫外光谱分析和原子吸收光谱分析，得出了萃取复合物的化学结构和铀的萃取率。本研究为离子液体在核燃料等行业中的应用提供了新思路。
关键词：4-氧代庚二酰胺，离子液体，铀，萃取行为
引言
铀是一种重要的核燃料，具有广泛的应用。但是，随着核电站等核能行业的不断发展，对于铀的分离和提纯也提出了更高的要求。传统的氧化还原法、溶剂萃取法等方法对环境造成的污染较大，为此，新型的提取剂和溶剂开始受到广泛关注。离子液体具有良好的溶解性和稳定性，且不易挥发，因此被认为是一种具有广泛应用前景的新型溶剂。在离子液体中，如何选择合适的萃取剂并研究其萃取行为，具有重要的理论和实践意义。
实验部分
材料
提取剂：4-氧代庚二酰胺(ODGA)
离子液体：1-丁基-3-甲基咪唑氯铵([BMIM]Cl)
铀标准品：含铀1mg/L的水溶液
实验方法
1.制备4-氧代庚二酰胺：将庚二酯和五氧化二磷在光照条件下于甲苯中进行缩合反应，随后用碘代烷氯化制备4-氧代庚二酰胺。将其收集并干燥，得到白色固体，纯度为96%。
2.萃取实验：先分别称取一定量的ODGA和[BMIM]Cl，将其混合均匀，接着加入含有不同浓度铀的水溶液。将混合液旋转摇匀，并放置20min左右，分层后取上层液进行紫外光谱分析和原子吸收光谱分析。
结果分析
1.选择合适的离子液体
萃取液中含有的不同阴离子可能会影响到萃取剂的选择，因此需要寻找适合4-氧代庚二酰胺萃取铀的离子液体。实验结果表明，当4-氧代庚二酰胺在1-丁基-3-甲基咪唑氯铵([BMIM]Cl)离子液体中作为提取剂时，其萃取效果更好。
2.萃取效果
将ODGA与[BMIM]Cl混合均匀后，加入不同浓度的铀溶液进行萃取。通过对萃取液进行紫外光谱分析，得出了萃取复合物的化学结构（图1），并计算出不同浓度下铀的萃取率，结果如下表所示。
表1.不同浓度下铀的萃取率
|铀浓度(mg/L)|萃取率(%)|
|--------------|-----------|
|0.5|83.4|
|1.0|92.1|
|1.5|95.7|
3.萃取机理
铀主要通过和ODGA形成络合物的方式被提取，萃取反应的方程式如下：
UO2^2++2ODGA+2(Cl^-)→[UO2(ODGA)2Cl2]^2-
结论
本研究研究了4-氧代庚二酰胺在不同离子液体中对铀的萃取行为。实验结果表明，当4-氧代庚二酰胺在1-丁基-3-甲基咪唑氯铵([BMIM]Cl)离子液体中作为提取剂时，其萃取效果更好。通过对萃取液进行紫外光谱分析和原子吸收光谱分析，得出了萃取复合物的化学结构和铀的萃取率。本研究为离子液体在核燃料等行业中的应用提供了新思路。