亲水性镧锕分离配体的设计制备及其在高放废液处理中的应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11875058
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3010.核技术在其他领域中的应用
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the development of nuclear energy, safe disposal of spent nuclear fuel especially high level liquid waste (HLLW) is essential for the sustainable development of nuclear energy. Highly efficient ligand for actinide separation is a difficult and hot field of dealing HLLW. This project aims to design and selective highly more complexing ability of hydrophilic sulfonated ligands toward actinide ions at the molecular simulation level. Based on the theoretical results, we will synthesize these hydrophilic sulfonated ligands in experiment. Then we investigate the interaction mechanism of sulfonated ligands with actinides/lanthanides as well as their back extraction behavior by combining computational chemistry and experimental techniques, which is expected to obtain the relationship between the chemical structure of the ligands and complexing ability of selectivity. This project is devoted to develop a new method based on TALSPEAK process of dealing HLLW to back extract the actinides from lanthanides using hydrophilic ligands in highly acidic HLLW.
随着核能的快速发展,乏燃料后处理尤其是高放废液的安全处理与处置已成为制约核能可持续发展的关键。开发新型高效的锕系元素分离配体是目前高放废液处理的热点和难点研究课题之一。本项目拟以亲水性磺酸化官能团修饰刚性邻菲罗啉骨架及其衍生物,通过理论模拟从分子水平上设计并筛选出对锕系具有较高络合能力和选择性的亲水性配体。在此基础上,实验合成磺酸化配体,进而采用理论和实验结合的方法研究磺酸化配体与镧、锕离子的相互作用机理和反萃行为,建立配体结构与络合性能及选择性之间的关系。基于处理高放废液的TALSPEAK流程,提出从酸性高放废液中反萃锕系离子的可行解决方案。

结项摘要

本项目围绕亲水性镧锕分离配体的设计制备及其在高放废液处理中的应用研究,经过四年的努力达到了预期科研目标。首先,我们理论设计了磺酸化邻菲罗啉二酰胺类配体,研究了其与Am(III)和Eu(III)离子的配位结构、成键性质和络合反应机理,探讨了配体的结构与结合能力以及萃取选择性的关系。随后,我们实验合成了磺酸化邻菲罗啉二酰胺类配体,通过红外光谱、电喷雾电离质谱和紫外-可见光谱等方法研究了Eu(III)与此配体在水溶液中的配位化学行为,实现了水溶液中镧锕离子的高效分离。同时,我们也研究了二硫代酰胺类配体与Am(III)与Eu(III)离子的萃取行为,其镧锕选择性主要由金属-硫键的共价性所决定。此外,针对羟基化亲水性配体,我们利用多种理论手段探究了三种不同桥连骨架配体对镧锕分离的影响。这些工作阐明了镧锕离子与亲水性配体的配位结构和成键性质,为设计具有高效镧锕分离性能的亲水性配体提供了理论依据。本项目的执行也为TALSPEAK流程从酸性高放废液中反萃锕系离子提供可行的方案。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Theoretical Insights into Modification of Nitrogen-Donor Ligands to Improve Performance on Am(III)/Eu(III) Separation
氮供体配体修饰以提高 Am(III)/Eu(III) 分离性能的理论见解
  • DOI:
    10.1021/acs.inorgchem.9b03604
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Inorganic Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Chen Yan-Mei;Wang Cong-Zhi;Wu Qun-Yan;Lan Jian-Hui;Chai Zhi-Fang;Nie Chang-Ming;Shi Wei-Qun
  • 通讯作者:
    Shi Wei-Qun
Quantum chemical studies of selective back-extraction of Am(III) from Eu(III) and Cm(III) with two hydrophilic 1,10-phenanthroline-2,9-bis-triazolyl ligands
使用两个亲水性 1,10-菲咯啉-2,9-双三唑基配体从 Eu(III) 和 Cm(III) 中选择性反萃取 Am(III) 的量子化学研究
  • DOI:
    10.1515/ract-2019-3197
  • 发表时间:
    2020-07-01
  • 期刊:
    RADIOCHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Huang, Pin-Wen;Wang, Cong-Zhi;Shi, Wei-Qun
  • 通讯作者:
    Shi, Wei-Qun
Theoretical insights into the selective extraction of americium(III) over europium(III) with dithioamide-based ligands
使用基于二硫代酰胺的配体选择性萃取镅(III)相对于铕(III)的理论见解
  • DOI:
    10.1021/acs.inorgchem.9b01200
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Inorganic Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wang Cui;Wu Qun-Yan;Kong Xiang-He;Wang Cong-Zhi;Lan Jian-Hui;Nie Chang-Ming;Chai Zhi-Fang;Shi Wei-Qun
  • 通讯作者:
    Shi Wei-Qun
Theoretical insights on the complexation of Am(III) and Cm(III) with amide-type ligands
Am(III) 和 Cm(III) 与酰胺型配体络合的理论见解
  • DOI:
    10.1007/s10967-019-06804-2
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Wang Cong-Zhi;Lan Jian-Hui;Wu Qun-Yan;Chai Zhi-Fang;Shi Wei-Qun
  • 通讯作者:
    Shi Wei-Qun
Complexation of trivalent lanthanides and actinides with diethylenetriaminepentaacetic acid: Theoretical unraveling of bond covalency
三价镧系元素和锕系元素与二亚乙基三胺五乙酸的络合:键共价的理论解析
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2019.112174
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Chen, Yan-Mei;Wang, Cong-Zhi;Shi, Wei-Qun
  • 通讯作者:
    Shi, Wei-Qun

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    帅志刚*
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    石伟群

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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