2019-01-30科学家通过选择性硼酸盐结晶实现稀土分离

  及协作者近期在熔融硼酸盐反响中发现了三价镧系元素硼酸盐产品结构与性质差异最大化的反响条件及周期性改变。试验上,根据镧系元素相同条件下硼酸熔融反响中周期性改变的知道,将可生成两种不同晶格结构的镧系元素以相同的摩尔量混合后再与硼酸盐熔融反响,成果显现镧系元素可选择性优先生成其间一种晶格结构,另一种元素则富集在液体相内,然后完成高效固液别离。

  中国科学院宁波资料技能与工程研究所特种纤维与核能资料工程试验室研究员都时禹及协作者使用第一性原理密度泛函理论等手法对镧系元素硼酸化反响的不同产品进行了电子结构与反响热力学的理论研究。发现同一种镧系元素发作不同类型硼酸化的反响能有明显差异,镧系中心离子更倾向于构成各自安稳的晶格结构;针对镧系元素不同配位聚合物之间的差异,经过对电子态密度图的深入分析发现,不同晶格产品的中心离子内层轨道电子因硼酸盐配体结构差异而遭到不同程度的影响,阐明晰导致不同镧系元素构成各自晶格结构的重要因素。

  该协作研究工作使用多聚硼酸盐的辨认才能,初次在平等反响条件下将镧系元素分为六个不同的晶格体系,打破了对由镧系缩短现象导致的镧系元素固体同一性的传统知道。该成果在乏核燃料后处理循环关键技能中估计有潜在用处。研究成果发表于《天然-通讯》(Nature Communications,2017, 8: 14438)。