【摘 要】
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高速发展的社会经济对能源的需求越来越大。传统的化石能源因其储量有限和不可再生性以及对环境的污染，使其不能满足人类的长期可持续发展需求。因此，发展绿色的替代能源已经成
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高速发展的社会经济对能源的需求越来越大。传统的化石能源因其储量有限和不可再生性以及对环境的污染，使其不能满足人类的长期可持续发展需求。因此，发展绿色的替代能源已经成为迫切需要解决的问题，其中的重要选项之一是核能。乏燃料后处理是先进核燃料循环最重要的组成部分之一，一般采用分离-嬗变技术将核素从乏燃料中回收利用，其中的主要环节是三价次锕系(MA(Ⅲ))和镧系(Ln(Ⅲ))的分离。由于三价锕系和镧系离子电子结构和物理化学性质非常相似，使得二者的分离非常困难。目前三价镧锕离子分离主要利用含氮、含硫等软配体对镧锕选择性的差异，采用溶液萃取法实现，其中含氮类杂环因其良好的分离效果较强以及符合实现废物最小化的CHON原则，引起了广泛的关注。 本研究工作选取溶解于十二烷-辛醇-水中的CyMe4BTPhen和Am(Ⅲ)为模型体系，采用分子动力学(MD)的方法研究了CyMe4BTPhen及其与Am(Ⅲ)在硝酸溶液中所形成的复合物在“油”/水两相体系中分布情况，分析了有机溶剂的极性、硝酸酸度、复合物上NO3-三个方面对配体及配合物的界面行为的影响，并采用平均力势(PMF)评估了相转移的难易程度。 研究发现，在有机溶剂中加入辛醇可改变溶剂的极性，有助于配体分子在有机溶剂中的溶解;硝酸对配体分子的影响主要是通过在酸性条件下，将配体分子质子化，提高其在表面的分布，从而增大与Am(Ⅲ)配位的几率。对于配体与Am(Ⅲ)所形成的复合物在两相之间的迁移自由能的计算发现，复合物从界面迁移到水相的自由能变ΔGIW随着酸度的增加而增大，而从界面迁移到有机相的ΔGIO则随酸度的增加而减小，说明硝酸可以促进复合物进入有机相。当[AmL]3+与不同计量数的NO3-结合形成不同的复合物[AmL(H2O)4]3+、[Am(L)2(NO3)]2+、[AmL(NO3)3]时，通过PMF计算发现复合物中NO3-的数量对复合物在两相中的分布有很大的影响，进而影响三价锕系离子的萃取分离效果。
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