探索堿金屬陽離子在釷基硫酸鹽配合物自組裝過程中的作用

陸黃杰，王建強, *，林 健

1.中國科學院 上海應用物理研究所，上海 201800；2.西安交通大學 核科學與技術學院，陜西 西安 710049

目前我國正大力發展釷基熔鹽堆系統，在乏燃料后處理過程中對于釷的配位化學也需進一步研究。釷酸鹽是釷基熔鹽堆中重要的成分之一，同時釷基熔鹽堆中還含有大量的堿金屬陽離子，因此除了密度、pH、相對濃度、溫度等因素的影響，探索堿金屬在釷的配合物形成過程中的作用同樣至關重要[11-13]。

核燃料循環過程中會廣泛使用硫酸，硫酸具有豐富的成鍵配位模型，包含單齒、雙齒、乃至三齒配位等，盡管多種四價金屬硫酸鹽配合物已經被報道，但是四價釷硫酸鹽還有待進一步研究和開發[3,14-17]。并且由于Th4+具有高路易斯酸性，易于水解聚合形成Th4+的多聚體，因此在固態或液態中的成核聚集形態很難預測[18-25]。由于成核聚集形態的差異和單體離子溶解度的差異會直接影響核燃料循環過程以及釷在環境中的遷移方式[26-28]，因此探索堿金屬與釷的硫酸鹽配合物自組裝成核原理具有重要意義。本工作擬通過引入堿金屬陽離子K+和Cs+合成一維、二維和三維的釷硫酸鹽配合物，探究釷基配位聚合物的組裝機理，以對新型釷基材料的設計提供一定的借鑒意義。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

硝酸釷(Th(NO3)4·6H2O)，純度為99%，中國科學院長春應用化學研究所；碳酸氨((NH4)2·CO3，純度為99.999%)、碳酸銫(Cs2CO3，純度為99%)、碳酸鉀(K2CO3，純度為99%)，阿拉丁試劑有限公司；濃硫酸，純度為98%，國藥集團化學試劑有限公司。……