肼及其衍生物與HNO2反應的定量構效關系

聶 江，楊舒茗，李明明，楊雅雅，劉曉娟，歐陽應根，肖松濤

中國原子能科學研究院 放射化學研究所，北京 102413

U/Pu分離是PUREX流程共去污循環的關鍵步驟，此步驟通過選擇合適的還原反萃試劑對Np、Pu價態進行調整，實現U、Pu的分離，控制Np的走向。廣泛使用的U(Ⅳ)/肼還原劑存在一定的不足，開發新型有機無鹽還原劑成為PUREX流程改進的一個重要方向。中國原子能科學研究院何輝等[1]基于N,N-二甲基羥胺/單甲基肼體系發展的PUREX二循環流程是較典型的無鹽化改進流程。

強放射性條件下HNO3分解等過程使體系中存在HNO2[2]。HNO2影響料液中Np、Pu以及部分裂片元素的價態和形態，從而影響Pu的收率、Np的走向以及凈化效果。普遍采用向還原劑體系中引入HNO2清掃劑來消除這些影響。最常用的HNO2清掃劑是肼，但肼與HNO2反應會生成疊氮酸[3]。因此，尋找新的HNO2清掃劑[4]、降低疊氮酸的生成量，對于進一步優化PUREX流程，有著十分重要的意義。

Perron等[5]在高氯酸介質中研究了肼過量時HNO2和肼反應的產物和反應動力學，認為肼與HNO2之間的反應是N-亞硝化反應；Phelan等[6]用質譜分析了15N標記的肼和過量HNO2反應生成的N2和N2O中15N的分布情況，提出了一種環狀的疊氮酸作為中間產物的反應機理；Stedman等[7]對HNO2和苯肼的反應動力學及反應機理進行了研究，認為該反應是由[NO]+或者[H2NO2]+與芳基肼鎓離子控制的亞硝化反應。上述工作對肼及其衍生物與HNO2之間的反應機制進行了研究，但未討論肼及其衍生物的分子結構與其反應活性之間的關系。

定量構效關系(quantitative structure activity relationship, QSAR)是定……