离子液体-萃取树脂的制备及其对Pb-210中Po-210的分离研究
批准号:
22106158
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
范富有
依托单位:
学科分类:
放射化学与辐射化学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
范富有
中文摘要
Po-210是天然铀衰变系中的放射性核素,由于其毒性强而受到广泛关注,是生态环境放射性安全方面重点监测的核素。由于Po-210的半衰期短(138.4天),用于保障测量结果准确可靠的Po-210标准物质需要定期更新,因此,需要研究一种能够快速分离Po-210的方法。离子液体-冠醚树脂在分离锶、钇方面比辛醇-锶树脂有明显提高,结合离子液体的优点,本项目拟筛选1种对Po-210有较好萃取效果的萃取剂,并选择一种离子液体作为稀释剂,制备成离子液体-萃取树脂,测定树脂柱的固定相体积、流动相体积,研究该离子液体-萃取树脂在盐酸、硝酸介质中对Po-210的分离行为,探索可能的分离机理。设计从Pb-210、Bi-210、Po-210平衡体系中分离Po-210的放射化学流程,运用液体闪烁计数法分析用该流程得到的Po-210产品中Pb-210、Bi-210的杂质含量。
英文摘要
Po-210 is one of products of natural uranium decay series. It is a significant monitoring radionuclide in the radioactive safety of ecological environment, due to its strong radioactive toxicity. Po-210 reference source used for ensuring accuracy and reliability of measurement results needs to be updated regularly, as the short half-life (138.4 days) of Po-210. Therefore, it is necessary to investigate a method that can rapidly separate Po-210. The separation of strontium and yttrium by crown ether – ionic liquid resin is significantly higher than that by crown ether – octanol resin. In this project, one extractant that is suitable for extracting Po-210 and one ionic liquid will be chosen to prepare extraction resin as a consideration of the advantages of ionic liquid. The volume of stationary phase and volume of mobile phase will be measured. The separation behavior of Po-210 in hydrochloric acid and nitric acid medium by ionic liquid based extraction chromatographic resin will be investigated. And the possible mechanism will be discussed. A radiochemical process of separating Po-210 from Pb-210, Bi-210 and Po-210 equilibrium systems will be designed. And the radioactive impurity of Pb-210 and Bi-210 in Po-210 solution obtained by this process will be analyzed by liquid scintillation counting.
Po-210因其具有极大的化学和放射毒性而被广泛关注。Po-210标准平面源用于流气式正比计数器的检定。Po-210的来源有天然铀系衰变产物、加速器打靶、反应堆辐照等三种途径,但均需要放射化学分离才可以得到Po-210纯溶溶液。考虑Po-210的毒性,需要设计简单、快速、高效的分离方法。考虑到Po-210半衰期只有138.4天,相应标准物质需要定期复制,因此需要设计类似“母牛”的装置。离子液体作为稀释剂、冠醚作为萃取剂金属离子的萃取分离方面表现出优异性能,本项目尝试用离子液体-冠醚制备浸渍树脂,解决“母牛”的填料问题。.本项目使用溶剂浸渍方法制备了四种溶剂浸渍树脂并进行了相关分析表征。以DtBuCH18C6为萃取剂,以XAD-7树脂为支撑体,选取离子液体1-烷基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐([Cnmim][NTf2], (n=2, 6, 8))和正辛醇为稀释剂制备了四种溶剂浸渍树脂。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重差热同步测定仪对四种溶剂浸渍树进行了表征。结果表明,各稀释剂和萃取剂已被浸渍在支撑体上,且离子液体浸渍树脂热稳定性明显高于正辛醇浸渍树脂,静态吸附实验表明0.1 mol/L盐酸,C6树脂对Pb的分配比最高可高于正辛醇浸渍树脂约15倍。离子液体浸渍树脂对Pb在5 min内吸附效率可达到95%。C2树脂在0.1 mol/L盐酸体系下其可以对Pb-210和Bi-210进行有效保留,Po-210被淋洗下来,液闪计数器测试Po-210溶液中Pb-210、Bi-210含量小于2%,符合制备相应标准物质的要求。经过300-500天,保留Pb-210、Bi-210的树脂可以衰变出Po-210,经0.1mol/L盐酸淋洗,可以得到高纯Po-210溶液。该树脂可以用于制备Po-210的核素发生器(“母牛”)。.本项目探索了离子液体-冠醚树脂对Pb-210/Bi-210/Po-210衰变体系中Po-210的分离方法,解决了定期从Pb-210衰变子体中提取Po-210的难题。促进了Po-210相关标准物质研制的技术进步。培养1名博士研究生、4名硕士研究生、1名助理研究员。在国际同行交流中得到了认可,并将通过合作研究的形式进行进一步交流。
离子液体-萃取树脂的制备及其对Pb-210中Po-210的分离研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:30万元
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批准年份:2021
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负责人:范富有
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依托单位:
国内基金
海外基金