Применение диоктилсульфида для экстракции полония: исследование и перспективы

Введение

Диоктилсульфид (DOS) является одним из перспективных экстрагентов для разделения и очистки полония из водных растворов. В исследовании, опубликованном в Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, была изучена эффективность DOS по сравнению с другими экстрагентами: Cyanex 272, Cyanex 301 и Cyanex 302. Данное исследование демонстрирует важность использования DOS в химической и ядерной промышленности.

Методология исследования

Эксперименты проводились с водными растворами, содержащими альфа-гидроксиизомасляную кислоту (α-HIBA). В качестве экстрагентов использовались:

• Диоктилсульфид (DOS)
• Cyanex 272
• Cyanex 301
• Cyanex 302

Эксперименты проводились в двухфазной системе «вода-толуол», где экстрагенты растворялись в толуоле, а α-HIBA служила комплексообразователем для полония в водной фазе. Для измерения эффективности экстракции использовались радиохимические методы.

Основные результаты

1. Экстракция с использованием DOS
   • Взаимодействует с полонием через механизм сольватации, заменяя молекулы воды в координационной сфере нейтрального комплекса.
   • Формирует экстрагируемый комплекс PoO(α-HIB)₂·2DOS при низких концентрациях α-HIBA.
   • При более высоких концентрациях α-HIBA возможна дополнительная координация, формируя комплекс PoO(α-HIB)₂(α-HIBA)₂·2DOS.
2. Сравнение с другими экстрагентами
   • Cyanex 272 показал низкую эффективность и неопределенный механизм экстракции.
   • Cyanex 301 и 302 продемонстрировали более сильное сродство к полонию благодаря наличию серы, но механизмы экстракции отличаются.
   • Экстракция полония возрастает в порядке: Cyanex 272 < DOS < Cyanex 302 < Cyanex 301.
3. Оптимальные условия экстракции
   • Оптимальная концентрация DOS в толуоле составляет 1М.
   • Высокая эффективность наблюдается при низкой концентрации α-HIBA, что снижает потери экстрагента.
   • DOS продемонстрировал потенциал для использования в системах экстракции полония, особенно в процессе очистки трансурановых элементов.

Выводы и применение DOS

Исследование подтверждает, что диоктилсульфид является эффективным экстрагентом для полония в условиях, аналогичных реальным промышленным процессам. Его способность образовывать устойчивые комплексы делает его перспективным для использования в:

• Очистке радиоактивных отходов.
• Разделении и переработке трансурановых элементов.
• Радиохимическом анализе.

Источники

Исследование опубликовано в Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 250, No. 3 (2001), pp. 437–443. Авторы: M. Johansson, R. Malmbeck, B. Wierczinski, G. Skarnemark.