光化学法锂同位素分离中化学反应速率常数测量

氢气与锂蒸气的化学反应速率常数是激光化学法锂同位素分离过程的一个重要参数。本文以可调谐半导体激光器为工具,通过监测锂原子蒸气对光的吸收测量原子蒸气密度的相对变化,建立了一种测量该速率常数的方法。在光化学锂同位素分离的典型条件下测得化学反应速率常数为9.0×10-22 m3/s。该数值对于未来锂同位素分离装置中激光照射时间和氢气密度等参数的选择具有重要指导意义。

壳聚糖接枝苯并15-冠-5醚制备及锂同位素分离研究

将4-甲酰基苯并15-冠-5醚(FB15C5)接枝到壳聚糖(CTS)分子链段中制备了希夫碱类型的壳聚糖接枝冠醚(CTS-B15C5)。采用FT-IR、EA等表征其化学结构,采用单因素实验优化接枝过程的工艺参数,并考察了CTS-B15C5对锂同位素的分离性能。结果表明,CTS-B15C5具有锂同位素分离效应,经固液萃取后锂同位素的单级分离因子达到1.037,且重的7Li同位素富集于固相。

冠醚功能化聚偏氟乙烯微球的制备及其锂同位素分离性能

通过预辐射乳液接枝法制备了一种以聚偏氟乙烯(Polyvinylidene difluoride, PVDF)为载体,固载苯并15冠5(B15C5)螯合剂的功能微球。利用傅里叶红外光谱分析、元素分析、扫描电镜等手段表征微球的结构形貌,并研究其对锂同位素的吸附分离性能。结果表明:功能化后微球上冠醚的固载量可达1.2mmol/g,微球对锂离子的吸附平衡时间为20h;微球对阴离子软度较高的锂盐具有更好的吸附效果:在常温、中性溶液中对硫氰酸锂中Li^+的吸附容量最高,约为4.50 mg/g;微球对醋酸锂的同位素分离因子可达1.05±0.02。

我国煤中锂同位素分离方法的研究

该文简要对锂资源概况加以阐述,分析了我国锂资源开发利用的现状,主要表现为需求量日益上升且供需失衡,资源集中于青藏地区盐湖卤水之中。随着近年来我国煤炭基地大型伴生锂矿床的不断发现,从煤中分离锂同位素逐渐被提上研究日程,这将为我国锂资源开发利用提供重要的新途径。目前国内已报道的煤中锂同位素分离方法主要为离子交换法,但处在实验性研究阶段,在此将研究概况加以总结。同时简要介绍了非煤炭行业新出现的洁净锂同位素分离体系,主要为Ga—In合金法和石墨—有机电解质法,为下一步煤中锂同位素分离扩展研究提供建议和参考。

水溶液-有机溶液双相体系电迁移分离锂同位素

锂同位素的分离对于核工业的发展具有至关重要的意义。本文基于“水溶液|有机溶液|水溶液”电迁移体系,通过在有机溶液中引入阴离子,系统考察了电场强度、冠醚、时间等因素对锂同位素分离效应的影响。研究发现,电场的引入提高了有机溶液中锂离子的迁出能力,并且,随着电场强度的增强,阳极液和有机溶液逐渐倾向于富集锂-7,而阴极液逐渐倾向于富集锂-6。冠醚的引入显著增强了体系各段料液的锂同位素富集效应,在10 V及更高强度电场下,阳极液和有机溶液倾向于富集锂-7,阴极液倾向于富集锂-6。经分析,电迁移作用、螯合作用和扩散作用在体系电迁移分离锂同位素过程中存在协同效应,有机溶液中锂离子与冠醚络合、未与冠醚络合的两种化学形态存在对高压(≥10 V)电场不同的响应方式,这些因素都决定了体系各段料液的锂同位素富集效应。

苯并15-冠-5接枝聚乙烯醇制备优化及其锂同位素分离效应研究

以4-甲酰基苯并15-冠-5(FB15C5)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过缩醛化反应制备苯并15-冠-5接枝聚乙烯醇(PVA-g-FB15C5),采用单因素实验考察了其冠醚用量、催化剂用量及PVA浓度等对冠醚固载量的影响规律,并利用响应面分析法对合成条件进行了优化.结果表明,在冠醚用量为0.79 g、催化剂用量为0.51 g、PVA浓度为3.7×104mg/L条件下,冠醚固载量达到2.11 mmol/g.在固-液萃取锂同位素分离过程中,当萃取温度为20℃,锂盐为Li Br时,其分离因子高达1.039.此外,重同位素7Li富集于固相,轻同位素6Li富集于液相.

氨基苯并-15-冠-5接枝聚砜多孔膜填充膜色谱构建及锂同位素吸附分离性能研究

以4-氨基苯并-15-冠-5(AB15C5)和氯甲基化聚砜(CMPSf)为原料,通过亲核取代制备4-氨基苯并-15-冠-5接枝氯甲基化聚砜聚合物(PSf-g-AB15C5),并采用反应-控制浸没沉淀相转化法制备冠醚接枝聚砜多孔膜.以该膜为填充介质,采用层层叠加的方法构筑出20层膜色谱柱,以淋洗色谱法探索其锂同位素吸附分离规律及膜色谱分离动力学.结果表明,相较于原始丰度,膜色谱一次淋洗对7Li和6Li丰度分别提升了0.06%和0.04%.7Li富集在色谱带前端,6Li富集在色谱带后端,膜色谱分离因子为1.014.冠醚接枝聚砜聚合物膜对锂离子的吸附过程更适合于准二级动力学方程,其吸附速率的大小由化学吸附控制.

三氟乙酸锂-15-冠醚-5体系电迁移法分离锂同位素

锂同位素(^(6)Li和^(7)Li)在核工业中有着重要作用。锂汞齐法是目前唯一实现锂同位素工业化生产的方法,然而由于汞的使用,该方法具有较大的环境风险。开发绿色高效的锂同位素分离方法对国家能源安全具有重要意义。在本论文中,制备了溶解锂盐的冠醚溶液,并以其作为阳极液,施加电场驱动锂离子向阴极液迁移;与溶有15-冠醚-5的锂盐水溶液作为阳极液相比,研究发现在阳极液体系中引入水分子可以促进锂同位素的分离。同时还考察了不同隔膜对锂同位素分离的影响,发现使用强疏水性隔膜时,短时间内有较好的分离效应。

离子液体/苯并15-冠-5浸渍XAD-7树脂萃取分离锂同位素

以XAD-7树脂为支撑担体制备了含有三种不同咪唑型离子液体（[C_8mim][BF_4]、[C_8mim][PF_6]、[C_8mim][（SO_2CF_3）_2N]）和萃取剂（苯并15-冠-5）的浸渍树脂,并用于锂同位素的萃取分离。浸渍树脂的红外和扫描电镜表征表明,离子液体成功负载到了树脂上;热重分析表明,该浸渍树脂具有良好的热稳定性。在水相初始pH=5.55时,浸渍树脂具有最佳萃取率。浸渍树脂在LiSCN溶液中具有较高的萃取率,而在CF_3COOLi溶液中呈现较大的单级分离因子,最大单级分离因子达到1.045±0.002。浸渍树脂的萃取平衡时间为2.5～3h。萃取热力学研究表明,该反应为自发过程,温度对体系的影响较小。~6Li富集于固相,~7Li富集在水相。该系列浸渍树脂易于再生,可循环使用。

离心萃取级联分离锂同位素的数学模型

萃取法分离锂同位素有望替代汞齐法消除汞害,但需多级萃取才能获得高丰度同位素,采用离心萃取机替代萃取澄清槽形成萃取级联系统可提升分离效率。基于萃取法分离锂同位素、离心萃取分离原理和级联理论,借鉴气体离心级联分离同位素的方法,引入分流比概念,建立了离心萃取级联分离锂同位素单级、多级的数学模型和级联的平衡时间模型,对离心萃取级联分离锂同位素进行计算分析。离心萃取级联是一种类似全回流矩形级联形式,取料量对级联级数有着很大的影响,级联存在最大取料丰度限制,级联平衡时间受到目标丰度和离心萃取机级停留时间(处理能力)影响,采用多步法级联可有效减少平衡时间。该数学模型可指导工艺的设计,为下一步的产业化应用提供理论依据。

锂同位素的电渗析分离

在T.J.Tayler和H.C.Urey用离子交换法分离锂同位素之后,相继有不少用离子交换剂分离锂同位素的研究工作发表。M.Okamoto在离子交换膜电迁移浓缩锂同位素的研究中作了不少工作。H.Kakihana发表了阳、阴离子交换膜交替组合的多单元电渗装置分离锂同位素的专利报告,引起了人们的兴趣。

一种测量弱吸收条件下锂同位素比率的新方法

在激光化学法锂同位素分离工作中,需对锂原子蒸汽密度进行实时监测。通过同位素比率的数值分析可提供分离实验中诸如激光功率、化学反应区温度、压强以及光化学反应时间等参数的优化依据。吸收光谱法可快速准确地测量非弱吸收条件下的锂同位素比率。对于低锂原子蒸汽密度的弱吸收条件,受示波器的分辨极限和存储时舍入误差的影响,不能得到准确有效的同位素比率数值。为了克服实验测量上存在的弱点,提出了一种基于差分电路采集信号的高分辨率高精度的研究方法,有效解决了弱吸收条件下的同位素比率测量问题。将该方法应用于天然锂进行了测试,得到的锂同位素比率为12.37±0.56。该方法对于采用吸收光谱法测量同位素比率具有通用性,也可在其他类似分离工作中应用。

MC―ICP―MS法测定锂同位素组成

本研究以锂同位素分离工艺水相样品为研究对象,建立了MC-ICP-MS法测定中锂同位素组成的分析方法。考察了应用MC-ICP-MS测定锂同位素组成时基质含量、硝酸浓度、样品检测浓度锂盐阴离子的影响。结果表明,当Na/Li≤3时,(6)^Li/(7)^Li测量值和参考值间的相对误差≤0.4‰,当K/Li≤10时,(6)^Li/(7)^Li测量值和参考值间的相对误差≤0.3‰;为避免浓度差异和酸度差异对锂同位素测试的影响,样品与标准溶液之间浓度差异<12.5%且硝酸浓度保持一致;锂盐阴离子对锂同位素测定无显著影响。在优化条件下,对标准物质平行分析50次所获得(6)^Li/(7)^Li的相对标准偏差RSD为0.1‰。用热电离质谱(TIMS)对实际样品的测试进行了比对,测试结果在误差范围内一致。

多齿络合法分离锂同位素的冠醚化学

锂的两种天然同位素锂-6和锂-7在核能工业中具有重要的作用.在众多锂同位素的分离方法和体系中,多齿络合法普遍具有较高的同位素分离系数.冠醚由于其对金属阳离子具有较强的选择性络合能力,被认为是多齿络合法分离锂同位素最有效的萃取剂.综述了冠醚及冠醚树脂在多齿络合法分离锂同位素中的应用,并简述新型金属冠醚与金属离子络合的进展,展望其在锂同位素分离中的潜在应用前景.

苯并15-冠-5醚接枝壳聚糖薄膜分离锂同位素性能研究

以壳聚糖与4'-甲酰基苯并-15-冠-5醚为原料,通过希夫碱反应制备了苯并-15-冠-5醚接枝壳聚糖薄膜,采用固-液萃取法研究薄膜吸附锂离子动力学和热力学行为,及其锂同位素吸附分离性能.结果表明:冠醚接枝壳聚糖薄膜对锂离子的吸附过程更加适合于准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,薄膜对锂离子的吸附是一个由化学吸附控制的单层表面吸附,是一个自发进行的放热过程.此外以水-碘化锂/冠醚接枝壳聚糖薄膜(冠醚固载量为2.98 mmol/g)作为萃取体系,其单级分离因子高达1.053(10oC).且轻同位素6Li富集于薄膜相,重同位素7Li富集于液相.

中华人民共和国商务部 中华人民共和国海关总署公告 2017年第93号

根据《两用物项和技术进出口许可证管理办法》(商务部海关总署令2005年第29号)和2017年《中华人民共和国进出口税则》,商务部和海关总署对《两用物项和技术进出口许可证管理目录》进行了调整,现将调整后的《两用物项和技术进出口许可证管理目录》(见附件)予以公布。