Cesium-137 extraction from nitric acid media with calix[4]arene-crown-6 ether solutions in bis(tetrafluoropropyl) carbonate

T. S. Aleksandrov; Александров Т. С.; E. S. Babitova; Бабитова Е. С.; A. N. Blokhin; Блохин А. Н.; A. A. Brechalov; Бречалов А. А.; V. V. Eremin; Еремин В. В.; Yu. E. Ermolenko; Ермоленко Ю. Е.; M. D. Karavan; Караван М. Д.; E. V. Kenf; Кенф Е. В.; T. V. Maltseva; Мальцева Т. В.; A. S. Ostras'; Острась А. С.; V. V. Timoshenko; Тимошенко В. В.; L. I. Tkachenko; Ткаченко Л. И.; I. V. Smirnov; Смирнов И. В.

doi:10.31857/S0033831125020038

Экстракция Цезия-137 из азотнокислых сред растворами каликс[4]арен-краун-6 эфиров в бис-тетрафторпропилкарбонате

Авторы: Александров Т.С.¹^,2, Бабитова Е.С.¹^,2, Блохин А.Н.³, Бречалов А.А.¹^,2, Еремин В.В.², Ермоленко Ю.Е.², Караван М.Д.¹^,2, Кенф Е.В.¹, Мальцева Т.В.¹, Острась А.С.², Тимошенко В.В.², Ткаченко Л.И.¹, Смирнов И.В.¹^,2
Учреждения:
1. Радиевый институт им. В.Г. Хлопина
2. Санкт-Петербургский государственный университет
3. Институт высокомолекулярных соединений, Российская академия наук
Выпуск: Том 67, № 2 (2025)
Страницы: 119-134
Раздел: Статьи
URL: https://ogarev-online.ru/0033-8311/article/view/308136
DOI: https://doi.org/10.31857/S0033831125020038
ID: 308136

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Изучены физико-химические и экстракционные свойства каликсарен-краун-эфиров: 1,3-альт-бис(октилокси)каликс[4]арен-крауна-6 (II) и его производных с о-фениленовым (I), метиленпропокси- (IV) и метилен(2,2,3,3-тетрафторпропокси)- (III) заместителями в краун-эфирном кольце. Растворы II в бис(2,2,3,3-тетрафторпропил)карбонате (БК-1) эффективно экстрагируют цезий из 3 моль/л азотной кислоты уже при концентрации 0.001 моль/л. Введение заместителей в краун-эфирное кольцо существенно снижает эффективность экстракции цезия, но повышает растворимость каликсарен-краун-эфиров в бис(2,2,3,3-тетрафторпропил)карбонате. Получены данные по растворимости каликсарен-краун-эфиров в воде и 3 моль/л азотной кислоте, распределению между органической и водной фазами и скорости взаимодействия с азотной кислотой. Каликсарен-краун-эфир I с о-фениленовым заместителем реагирует с 3 моль/л азотной кислотой примерно в 2 раза быстрее, чем дибензо-21-краун-7. Остальные исследованные каликсарен-краун-эфиры в аналогичных условиях с азотной кислотой не реагируют. Для молекул каликсарен-краун-эфиров, дибензо-21-крауна-7 (ДБ21К7) и их комплексов с катионом цезия проведено квантово-химическое моделирование, включающее оптимизацию геометрии структур и расчет колебательных частот. Расчетные значения ΔG⁰ комплексообразования лигандов с катионом цезия хорошо коррелируют с экспериментальными значениями логарифмов коэффициентов распределения lgD_Cs (за исключением соединения III с фторсодержащим заместителем). Растворы каликсарен-краун-эфиров в бис(2,2,3,3-тетрафторпропил)карбонате проявляют селективность к цезию и не экстрагируют из азотнокислых сред ¹⁵²Eu и ²⁴¹Am.

Ключевые слова

экстракция, цезий-137, каликс[4]арен-краун-6 эфиры, бис(2,2,3,3-тетрафторпропил)карбонат, растворимость и межфазное распределение экстрагентов, взаимодействие с азотной кислотой, квантово-химическое моделирование

Список литературы

Стратегия развития ядерной энергетики России. М.: Росатом, 2023. 64 с.
Логунов М.В., Ворошилов Ю.А., Бабаин В.А., Скобцов А.С. // Радиохимия. 2020. Т. 62. № 6. С. 463.
Grüner B., Rais J., Seluckỳ P., Lučaníková M. // Boron Science: New Technologies and Applications / Ed. N.S. Hosmane. CRC, 2016. P. 463.
Ворошилов Ю.А., Логунов М.В., Смольянихин К.В., Яковлев Н.Г. // Вопр. радиац. безопасности. 2013. № 2. P. 23.
Кощеева А.М., Родин А.В., Ананьев А.В. // Радиохимия. 2023. Т. 65. № 4. С. 303–309.
Smirnov I.V., Karavan M.D., Kenf E.V., Tkachenko L.I., Timoshenko V.V., Brechalov A.A. et al. // Solvent Extr. Ion Exch. 2022. Vol. 40. N 7. P. 756.
Mátel Ľ., Bilbao T. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1989. Vol. 137. N 3. P. 183.
Ripon R.I., Begum Z.A., Rahman I.M.M. // Microchem. J. 2024. Vol. 199. Article 110161.
Ungaro R., Casnati A., Ugozzoli F., Pochini A., Dozol J.-F., Hill C., Rouquette H. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1994. Vol. 33. P. 1506.
Roach B.D., Neil W.J., Duncan N.C., Laetitia H. // Solvent Extr. Ion Exch. 2014. Vol. 33. N 2. P. 134.
Simonnet M., Miyazaki Y., Suzuki S., Yaita V. // Solvent Extr. Ion Exch. 2019. Vol. 37. P. 81.
Wang J., Zhuang S. // Nucl. Eng. Technol. 2020. Vol. 52. N 2. P. 328.
Kumar V., Sharma J.N., Achuthan P.V., Hubli R.C. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2014. Vol. 299. P. 1547.
Khan P.N., Pahan S., Sengupta A., Tessy V., Singhadeb A.K., Ali S.M. // J. Mol. Liq. 2024. Vol. 397. Article 124064.
Jagasia P., Mohapatra P.K., Dhami P.S., Patil A.B., Adya V.C., Sengupta A. et al. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2014. Vol. 302. N 2. P. 1087.
Wang J., Chen J., Shan J. // Solvent Extr. Ion Exch. 2015. Vol. 33. P. 249.
Zhang A., Hu Q. // Sep. Sci. Technol. 2017. Vol. 52. N 10. P. 1670.
Patra K., Sengupta A., Mishra R.K., Mittal V.K., Valsala T.P., Kaushik C.P. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2022. Vol. 331. N 3. P. 1473.
Babain V., Alyapyshev M., Еkberg С., Todd T. // Solvent Extr. Ion Exch. 2023. Vol. 41. N 3. P. 253.
Percec V., Bera T.K., De B.B., Sanai Y., Smith J., Holerca M.N., Barboiu B. // J. Org. Chem. 2001. Vol. 66. P. 2104.
Adamo C., Barone V. // J. Chem. Phys. 1999. Vol. 110. N 13. P. 6158.
Weigend F., Ahlrichs R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. Vol. 7. P. 3297.
Leininger T., Nicklass A., Kuechle W., Stoll H., Dolg M., Bergner A. // Chem. Phys. Lett. 1996. Vol. 255. P. 274.
Caldeweyher E., Bannwarth C., Grimme S. // J. Chem. Phys. 2017. Vol. 147. Article 034112.
Barone V., Cossi M. // J. Phys. Chem. A. 1998. Vol. 102. N 11. P. 1995.
Chemcraft–graphical software for visualization of quantum chemistry computations. Version 1.8, build 682. https://www.chemcraftprog.com
Smirnov I.V., Stepanova E.S., Tyupina M.Y., Ivenskaya N.M., Zaripov S.R., Kleshnina S.R. et al. // Macroheterocycles. 2017. Vol. 10. N 2. P. 196.
Sharma J.N., Kumar A., Kumar V., Pahan S., Janardanan C., Tessi V., Wattal P.K. // Sep. Purif. Technol. 2014. Vol. 135. P. 176.
Jagasia P., Ansari S.A., Raut D.R., Dhami P.S., Gandhi P.M., Kumar A., Mohapatra P.K. // Sep. Purif. Technol. 2016. Vol. 170. P. 208.
Raut D.R., Mohapatra P.K., Choudhary M.K., Nayak S.K. // J. Membr. Sci. 2013. Vol. 429. P. 197.
Patra K., Sadhu B., Sengupta A., Patil C.B., Mishra R.K., Kaushik C.P. // RSC Adv. 2021. Vol. 11. P. 21323.
Jagasia P., Mohapatra P.K., Dhami P.S., Gandhi P.M., Wattal P.K. // Sep. Sci. Technol. 2014. Vol. 49. P. 2151.

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация

Том 67, № 3 (2025)

Экстракция Цезия-137 из азотнокислых сред растворами каликс[4]арен-краун-6 эфиров в бис-тетрафторпропилкарбонате

Полный текст

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Т. С. Александров

Е. С. Бабитова

А. Н. Блохин

А. А. Бречалов

В. В. Еремин

Ю. Е. Ермоленко

М. Д. Караван

Е. В. Кенф

Т. В. Мальцева

А. С. Острась

В. В. Тимошенко

Л. И. Ткаченко

И. В. Смирнов

Список литературы

Дополнительные файлы