ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Миграция актинидов и лантаноидов в окружающей среде, распределение их в технологических цепочках (например, при переработке радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива, экстракционном выделении индивидуальных лантаноидов и др.) полностью определяется их степенью окисления и физико-химической формой (например, гидратированные катионы, гидролизные формы, комплексные соединения и др.), процессами растворения, гидролиза, сорбции, коллоидообразования, комплексообразования и др. Имеющиеся в литературе данные о значениях констант указанных процессов для актинидов и лантаноидов часто противоречивы или отсутствуют, что не позволяет сделать адекватный расчет a priori. В рамках проекта будет решаться задача установления закономерностей и механизмов комплексообразования актинидов (на примере урана(VI)) и лантаноидов в водных и органических растворах методом лазерной флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением. Соединения урана(VI) являются, по всей видимости, одними из наиболее исследованных объектов оптической спектроскопии, однако их фотофизические свойства в водной среде до сих пор остаются предметом дискуссий. Основное внимание в проекте будет уделено таким фундаментальным вопросам, как: установление связи между структурными и фотофизическими характеристиками исследуемых координационных соединений (влияние координации комплекса, локального поля лигандов, скоростей обмена лигандами); исследование механизмов дезактивации возбужденных состояний комплексов - как фотохимических, так и физических, в том числе, обмен лигандами; исследование проявления коллективных процессов в формировании оптического отклика при лазерном возбуждении системы и влияния возбуждающего излучения на структуру комплексов (отрыв лигандов, процессы в режиме оптического пробоя воды и др.), а также исследованию причин расхождения данных – значений фотофизических параметров, полученных разными группами для одних и тех же образцов. Проблема исследования взаимосвязи структурных и фотофизических свойств соединений актинидов и лантанидов является актуальной нерешенной задачей, имеющей помимо фундаментальной значимости обширную прикладную направленность.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2015 г.-25 декабря 2015 г. | Определение форм нахождения актинидов и лантаноидов в водных и органических растворах методом лазерной флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением |
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта были получены следующие результаты: 1. Определены энергии активации и времена жизни возбужденных состояний для комплексов урана(VI) и лантаноидов с разным числом лигандов, проведено сравнение с данными EXAFS-спектроскопии и квантово-химических расчетов. 2. Установлена роль влияния обмена лигандов в первой гидратационной сфере урана(VI) и лантаноидов на кинетические характеристики их флуоресцентного отклика. В частности, определены значения констант комплексообразования для сульфатных комплексов урана(VI). 3. Исследованы фотохимические процессы в водных растворах урана(VI) в режиме оптического пробоя 4. Определены оптические и структурные свойства комплексов лантаноидов с органическими лигандами, а также выполнено сравнение полученных данных с квантово-химическими расчетами. | ||
2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Определение форм нахождения актинидов и лантаноидов в водных и органических растворах методом лазерной флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением |
Результаты этапа: На данном этапе были исследовано влияние температуры, ионной силы и концентрации урана на его фотофизические свойства. Установлены основные численные закономерности, которые ставят под сомнение модель столкновительного тушения люминесценции. Также исследовано влияние параметров растворов на обмен лигандов в первой гидратационной сфере урана(VI). Были сделаны первые шаги в разработке модели, позволяющей проводить квантово-химические расчеты процессов, протекающих при экстракции лантаноидов. Разработка данной модели позволит в дальнейшем более точно оценивать a priori селективность и эффективность широкого класса лигандов. Также было показано увеличение селективности экстракции при использовании комбинации экстрагентов и новых водорастворимых лигандов для разделения трехвалентных актинидов и лантаноидов и для разделения такой трудноразделяемой пары как америций/кюрий. | ||
3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Определение форм нахождения актинидов и лантаноидов в водных и органических растворах методом лазерной флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением |
Результаты этапа: Проведена систематизация влияния неорганических лигандов на спектры люминесценции, поглощения и радиационную скорость перехода в основное состояния комплексов уранила. В результате выполненной работы были установлены механизмы формирования фотофизических свойств комплексов уранила с неорганическими лигандами, скоростей радиационной и безызлучательной релаксации возбужденного состояния, а также спектров люминесценции и поглощения. Помимо фундаментального аспекта, полученные результаты открывают новые возможности прикладного характера – в диагностике комплексов актинидов и лантаноидов в природных средах (экологические применения) и в технологических средах (промышленные применения). Создана основа модели для расчета селективности и эффективности лигандов и проведена ее апробация на реальных лигандах. По результатам исследования опубликована статья в журнале Hydrometallurgy. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".
№ | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
---|