试析新型提钕离子筛的研制及其机制初探

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1、天津大学硕士学位论文新型提钕离子筛的研制及其机制初探姓名：赵淑岚申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王榕树2000.12.1摘要、从放射性废液中去除锕系元素是核废料处理的重要研究课题之～；沣课题利用生态环境材料这一新观念，设计并开发了具有直接净化和修复功能的新型生态环境材料一功能化离子筛。在充分论证钕和镅具有相似化学和物理性质的基础上，提出了制备提钕离子筛可望成为提镅离子筛的可能性。本文在前期研究工作的基础上，成功地合成了无机离子交换材料一焦磷钼酸锡(SMPP)，并以焦磷钼酸锡为基体，通过钕饱

2、和及热力学重结晶制备了提钕离子筛(SMPP—IS)。通过对焦磷钼酸锡合成条件及离子筛制备条件的实验选择，／确定了制备该提钕离子筛的工艺参数虫Ⅱ下：＼I(4P207浓度：1．0mol／l：Na2M004浓度：1．0mol／1；SnCl4浓度：O．50mol／l；Sn：Mo：PP(摩尔比)：6：I：10；焙烧温度：200℃：焙烧时间：4hr将该提钕离子筛与前期工作中以磷酸锆(ZrP)为基体制备的提钕离子筛(ZrP—Is)进行比较，结果表明：按此工艺制备的提钕离子筛(SMPP—IS)对钕离子的交换容量比原

3、ZrP—IS提高了一倍多。提钕离子筛(包括ZrP—IS和SMPP—IS)的除钕机理为复杂的物理化学过程，初期交换速率较快，溶液中的大部分钕离子被除去，后期为缓慢的扩散控制过程。后者(SMPP—IS)的交换速度略高于前者(ZrP—IS)。本文的创新之处可归纳为以下几点：(1)成功地合成了无机离子交换剂焦磷钼酸锡，并以其为基体制备了新型功能化无机离子交换材料提钕离子筛。经分析其可能的化学式为：【7SnO·4．50H·0．6HM004·4．45H2P207]．13．14H20(2)本文对筛效应产生的原因进

4、行了探讨，认为经热力学重结晶后，固体交换剂的介电常数可能得到改变，使钕离子与基体表面的亲和力增强，从而降低了钕离子与基体表面结合的能障；另一方面，提钕离子筛具有与钕离子的半径相同或相近的特定孔穴，使其对钕离子产生了离予记忆现象，由于镅的性质及离子半径与钕接近，因此，提钕离子筛有望成为提取镅的功能性无机离子交换材料。)、(3)关键词：钕的提取焦磷钼酸锡、离子筛。AbstraetOneoftheimportantresearchprojectsonthenuclearwastetreatmentiSex

5、tractingactinidesfromHLLW．Thepaperdesignsanddevelopsanewecomaterials—functionaIionicsievewithanecomaterial’Sconceptandputsforwardthatextractingneodymium．．ionicsieveprobablybecomeextractingactinium．．ionicsieveonthebasisoffullyreasoningthatchemicalandphy

6、sicalpropertiesofneodymiumandactiniumaresimilar．0nthebasisofearlierstagework．wesynthesizeaninorganicionicexchangertinmolybopyrophosphate(SMPP)successfullyandprepareanionicsieveofextractingneodymiumwithSMPPasasubstrate．Extractingneodymium—ionicsieveispr

7、eparedbytheprocessesofsaturatedwithNd(N0313solutionandthermodynanficre—crystallization．Throughtestofconditionsofsynthesisandpreparation，theoptimumtechnologicalparametersofpreparationofSMPP—ISareasfollows：ConcentrationofK4P207solution：1．0mol／lConcentrat

8、ionofNa2M004solution：1．0tool／lConcentrationofSnCl4solution：O．50mol／lSn：Mo：PPmolerate：6：1：10Calciminingtemperature：200。CCalciminingtime：4hrTheearlierstageworkofthisprojectispreparationofNeodymium—ionicsievewithzirconiumphosphateasasubstr