甲基膦酸二(1-甲庚)酯對Np(Ⅳ)的萃取行為

肖 哲，李峰峰，汪藝霖，張 燁，于 婷，賈紅偉，何 輝，葉國安

中國原子能科學研究院 放射化學研究所，北京 102413

237Np是乏燃料中重要的核素之一[1]，其含量僅次于鈾和钚。在乏燃料后處理中回收的237Np，經分離、純化后制成镎靶，再放入反應堆輻照以生產238Pu，而238Pu是航天同位素電池所必需的核素。在HNO3溶液中Np可以Np(Ⅳ)、Np(Ⅴ)、Np(Ⅵ)不同價態共存，Np價態間的相互轉化也相當復雜，這主要是因為五價镎的歧化作用[2]。鑒于Np的重要性以及在HNO3溶液中的復雜性質，人們對Np、Pu在HNO3水溶液中的化學行為以及萃取行為開展了大量研究。在輻照镎靶溶解液的分離中，針對不同價態Np、Pu的萃取性能差異，可以利用溶劑萃取法來實現Np、Pu之間的有效分離[3]。以磷酸三丁酯(TBP)作為萃取劑的溶劑萃取法常用于后處理和輻照镎靶溶解液的分離純化。然而，研究發現TBP作為萃取劑存在著一些局限性[4]，如在低酸條件下TBP對Np(Ⅳ)分配比不高，高酸下又容易造成TBP的酸解，從而影響萃取效果；同時，TBP在萃取四價錒系離子時易產生第三相；TBP的水溶性相對較高，化學與輻照穩定性一般。因此，開發用于Np、Pu分離和純化的性能更好的萃取劑具有重要意義。

甲基膦酸二(1-甲庚)酯(DMHMP)是一種性能優良的中性膦類萃取劑，最早是利用我國豐產的蓖麻油裂解所得到的甲庚醇為原料研制成功的萃取劑[5]，相對分子量為320.3，其與TBP的分子結構示于圖1。

圖1 萃取劑DMHMP(a)與TBP(b)的結構式Fig.1 Chemical structure of DMHMP(a) and TBP(b)

DMHMP早期主要應用于稀土分離和貴金屬提取的研究，在稀土分離領域多年的研究[5]發現，DMHMP幾乎不萃取三價的稀土金屬離子?！?br>