Новости химической науки > Экстракционные процессы в зеркале квантовой химии

Специалисты по квантовой химии из Франции приблизились к пониманию процессов, увеличивающих эффективность экстракции отработанного ядерного топлива.

Цезий-137 является токсичным и радиоактивным компонентом отходов ядерной промышленности. Ионы цезия-137 могут быть удалены из отходов экстракцией с помощью каликсаренов. Каликсарены, макроциклические соединения образуют комплекс гость-хозяин с ионом цезия (Cs⁺). Комплекс обладает значительной липофильностью и может быть удален в результате экстракции органическим растворителем.

Однако, противоионом катиона Cs⁺ в отходах ядерной промышленности, как правило, является малорастворимый в органике нитрат-анион, что, в целом, понижает эффективность процесса экстракции, повышение же эффективности экстракции достигается за счет введения в систему дополнительного растворителя.

Джорджс Випфф (Georges Wipff) и Николас Сайфферт (Nicolas Sieffert) из Университета Луи Пастера в Страсбурге решили выяснить, в чем причина позитивного эффекта добавки сорастворителя.

Исследователи использовали молекулярную механику для моделирования состояния каликсаренового комплекса Cs⁺ и противоиона нитрата в хлороформе с добавками фторированного спирта.

Результаты расчетов позволили сделать вывод о том, что полярный сорастворитель, взаимодействуя с нитрат-анионом, играет роль поверхностно-активного вещества, облегчая перемещение ионов через границу раздела фаз воды и органического растворителя.

Жан-Клод Бюнцли (Jean-Claude Bünzli), эксперт по супрамолекулярной химии лантаноидов из Федерального Института Технологии Лозанны, уверен, что исследование поможет химикам рационализировать разработку процессов. Он уверен, что совместные усилия теоретической и экспериментальной химии может привести к новой эре в разработке экстракционных процессов, способных кардинально решить многие проблемы, в том числе и задачи переработки и хранения отработанного ядерного топлива.

Источник: Phys. Chem. Chem. Phys., 2007, web advanced publish

метки статьи: #аналитическая химия, #квантовая химия, #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология