An atomic scale computational approach to understanding REDOX speciation of uranium on iron bearing minerals
用于了解含铁矿物上铀的氧化还原形态的原子尺度计算方法
基本信息
- 批准号:2602864
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- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2021
- 资助国家:英国
- 起止时间:2021 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The proposed PhD research will use state of the art quantum chemical calculations and accompanying ongoing experimental studies to determinethe REDOX speciation of uranium with iron-bearing minerals, including reduction from uranyl(VI) to uranyl(V), U(IV) and disproportionationmechanisms on Fe(II) REDOX active minerals representative of those present at NDA sites. Outcomes will explicitly support the Land Qualitythematic area (NDA bursary call section C5). The specific objectives are to: 1. Employ quantum chemical calculations (density functional theory) toinvestigate uranyl(VI)-Fe(II) mineral interactions, complemented by experimental Raman, optical and X-ray absorption spectroscopy data. 2. Targetthe Fe(II) bearing minerals mackinawite, ferrihydrite, magnetite and pyrite. 3. Allow accurate prediction of the thermodynamic parameters andspectroscopic data (REDOX potentials, EXAFS, Raman, IR and optical spectra) to feed into geochemical models e.g. the ANDRA Specific InteractionTheory database and PHREEQC. 4. Investigate the mechanisms of uranyl(V) interaction with Fe(II) mineral surfaces. 5. Further examine the resultantreduced/oxidised species including key oligiomeric uranyl(V) aggregates that lead to disproportionation of uranyl(V), reforming uranyl(VI) andproducing U(IV) phases. 6. Establish thermodynamic parameters for sorption and desorption, including the energy profiles for approach of uranyl(VI)and (V) cations to a given mineral surface or crystallographic plane.
拟议的博士研究将使用最先进的量子化学计算和伴随的正在进行的实验研究,以确定铀与含铁矿物的氧化还原形态,包括从铀酰(VI)还原为铀酰(V),U(IV)和Fe(II)氧化还原活性矿物的还原机制代表了NDA网站。成果将明确支持土地质量专题领域(NDA奖学金调用部分C5)。具体目标是:1.采用量子化学计算(密度泛函理论)研究铀酰(VI)-Fe(II)矿物相互作用,并辅以实验拉曼,光学和X射线吸收光谱数据。2.针对含Fe(II)矿物麦基诺石、水铁矿、磁铁矿和黄铁矿。3.可以准确预测热力学参数和光谱数据(REDOX电位、EXAFS、拉曼、IR和光学光谱),并将其输入地球化学模型,例如ANDEX Specific InteractionTheory数据库和PHREEQC。4.研究铀酰(V)与Fe(II)矿物表面的相互作用机制。5.进一步研究所产生的还原/氧化物种,包括关键的低聚铀酰(V)聚集体,导致铀酰(V)的分解,重整铀酰(VI)和产生U(IV)相。6.建立吸附和解吸的热力学参数,包括铀酰(VI)和(V)阳离子接近给定矿物表面或晶面的能量分布。
项目成果
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