杨大伟和姜仕林同学的工作被Separation and Purification Technology接收,祝贺!
由美国开发的熔盐电解乏燃料干法后处理技术因其工艺流程短,设施规模小,废物量少等优点,受到后处理研究领域的重点关注。熔盐电解精炼是该技术的关键步骤,可根据不同元素组分的氧化还原电位差异,控制目标产物的析出,进而实现锕系元素与裂变产物的分离。在裂变产物中稀土元素约占1/4,而Nd约占稀土裂变产物的1/3且比较难分离。由于在熔盐体系还原Nd (III)的过程中存在二价Nd (II),其易发生歧化反应3Nd (II)↔2 Nd (III)+Nd,该反应是造成工业电解制备金属Nd电流效率低的原因。另一方面,Nd的电化学性质与超铀元素Am非常相似,因此对Nd电解行为的研究有助于理解强放射性Am的电化学行为及机理。将活性阴极应用于电化学提取Nd或 Am可以抑制多级氧化还原转变,以期获得高的电流效率。本工作选取Nd为研究对象,通过一系列电化学技术研究了Nd (III)在惰性W及活性(固态Al、液态Ga、Bi、Cd、Zn、Pb、Sn)电极上的动力学性质,并从结合能的角度解释了Nd (III)在这些电极上的还原机理。研究结果表明,液态Cd电极对电化学提取Nd更有利。另外,本工作也对高温熔盐电解精炼流程中如何选取合适的电极材料以获得更高的An/Ln分离效率进行了评述。
文章信息:Da-Wei Yang, Shi-Lin Jiang, Ya-Lan Liu*, Jun-Shan Geng, Mei Li*, Lin Wang, Zhi-Fang Chai, Wei-Qun Shi*. Electrochemical Extraction Kinetics of Nd on Reactive Electrodes. Sep. Purif. Technol. 2021, accepted.