作者:黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2017/4/20 8:48:53
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中科院宁波材料技术与工程所
成功分离镧系元素

 

本报讯(记者黄辛)中科院宁波材料技术与工程研究所特种纤维与核能材料工程实验室研究员都时禹及合作者利用多聚硼酸盐的识别能力,首次在同等反应条件下将镧系元素分为六个不同的晶格系统,打破了对由镧系收缩现象导致的镧系元素固体同一性的传统认识。相关研究成果日前发表于《自然—通讯》。

镧系元素大家族的15个成员各具特异的光、电、磁和催化等物理和化学性能,镧系元素在溶液和固体中均呈现稳定的相似化学性质,主要区别在于内层电子数目不同,并且镧系收缩导致相邻元素之间平均离子半径相差很小。因此,镧系元素的分离是一项极为重要并具有挑战性的工作。

研究人员利用第一性原理密度泛函理论等手段对镧系元素硼酸化反应的不同产物进行了电子结构与反应热力学理论研究。他们发现同一种镧系元素发生不同类型硼酸化的反应有显著差异,镧系中心离子更倾向于形成各自稳定的晶格结构;针对镧系元素不同配位聚合物之间的差异,通过对电子态密度图的深入分析发现,不同晶格产物的中心离子内层轨道电子因硼酸盐配体结构差异而受到不同程度的影响,阐明了导致不同镧系元素形成各自晶格结构的重要因素。

专家认为,这项研究成果在乏核燃料后处理循环关键技术中有潜在用途。

《中国科学报》 (2017-04-20 第4版 综合)
 
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