stringtranslate.com

Перекись уранила

Перекись уранила или гидрат перекиси урана (UO 4 ·nH 2 O) представляет собой бледно-желтую растворимую перекись урана. Обнаружено, что она присутствует на одной из стадий топливного цикла обогащенного урана и в желтом кеке , полученном с помощью выщелачивания на месте и ионообменной системы смолы. Это соединение, также обозначаемое как UO 3 ·(H 2 O 2 )·(H 2 O), очень похоже на гидрат триоксида урана UO 3 · n H 2 O. Поведение растворения обоих соединений очень чувствительно к состоянию гидратации (n может варьироваться от 0 до 4). Одной из основных характеристик перекиси урана является то, что она состоит из небольших игл со средним АМАД около 1,1 мкм.

Минералы уранила студтит , UO 4 ·4H 2 O, и метастудтит, UO 4 ·2H 2 O, являются единственными минералами, обнаруженными на сегодняшний день, содержащими пероксид. Продукт представляет собой светло-желтый порошок.

Синтез

В общем случае перекись уранила можно получить из раствора урана(VI) путем добавления перекиси, обычно раствора перекиси водорода. Дигидрат получают из кипящего раствора нитрата уранила с добавлением перекиси водорода и высушиванием осадка, тогда как тригидрат осаждают из раствора оксалата уранила аммония. [1]

Кристаллическая структура

Элементарная ячейка состоит из катионов уранила , координированных с двумя молекулами воды и двумя анионами пероксида . Последние μ 2 -координированы с катионом, то есть, концом. Дополнительные молекулы воды связаны в кристалле водородными связями . [2] Только тетрагидрат был охарактеризован рентгеновской кристаллографией , но теория функционала плотности дает хорошее приближение к дигидрату. [3]

Аллотроп полипероксоуранилата

Когда уранилнитрат растворяется в водном растворе перекиси водорода и гидроксида щелочного металла , он образует клеточные кластеры, похожие на полиоксометаллаты или фуллерены . [4] Синтезы также обычно добавляют органические материалы, такие как амины , которые служат в качестве шаблонов, похожих на цеолиты . [5]

Приложения

Радиолиз солей урана, растворенных в воде, приводит к образованию пероксидов; пероксид уранила изучался как возможный конечный компонент отработанных радиоактивных отходов . [6]

Ссылки

  1. ^ Рабальд (1954). «Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. Unter Mitarbeit zahlreicher Fachleute herausg. v. G. Brauer. Штутгарт: Ferdinand Enke Verlag 1954. XIX, 1439 S., 318 Abb., Ln. DM 199, —». Материалы и коррозия . 5 (11): 475–476. дои : 10.1002/maco.19540051117. ISSN  1521-4176.
  2. ^ Бернс, Питер К.; Хьюз, Кэрри-Энн (2003). «Штудтит, [(UO 2 )(O 2 )(H 2 O) 2 ](H 2 O) 2 : Первая структура пероксидного минерала». Американский минералог . 88 (7). Минералогическое общество Америки : 1165–1168. Bibcode :2003AmMin..88.1165B. doi :10.2138/am-2003-0725. S2CID  100198554.(аннотация; 39 кБ PDF.)
  3. ^ Weck, Philippe F.; Kim, Kim; Jové-Colón, Carlos F.; Sassani, David C. (2012). «Структуры гидратов перекиси уранила: первопринципное исследование студтита и метастудтита». Dalton Transactions . 41 (32): 9748–9752. doi :10.1039/c2dt31242e. PMID  22763414.
  4. ^ ab Forbes, Tori Z.; McAlpin, J. Gregory; Murphy, Rachel; Burns, Peter C. (2008). «Металл-кислородные изополиэдры, собранные в топологии фуллеренов». Angew. Chem. Int. Ed. 120 (47): 2824–2827. Bibcode :2008AngCh.120.2866F. doi :10.1002/ange.200705563.
  5. ^ abc Sigmon, Ginger E.; Jie Ling; Unruh, Daniel K.; Moore-Shay, Laura; Ward, Matthew; Weaver, Brittany; Burns, Peter C. (2009). «Взаимодействие уранил-пероксида способствует самосборке нанокластеров». J. Am. Chem. Soc. 131 (46): 16648–16649. doi :10.1021/ja907837u. PMID  19919139.
  6. ^ Нильссон, Сара; Йонссон, Матс (2011). «H 2 O 2 и радиационно-индуцированное растворение UO 2 и гранул SIMFUEL». Журнал ядерных материалов . 1–3 (410): 89–93. Bibcode : 2011JNuM..410...89N. doi : 10.1016/j.jnucmat.2011.01.020.