固液阴极熔盐电解提取回收核废物中钌、铑、钯的研究

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基本信息

  • 批准号：
    21906018
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    王英财
  • 依托单位：
    东华理工大学
  • 学科分类：
    B0608.放射化学与辐射化学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Extracting and separating valuable elements from nuclear waste can reduce the amount of nuclear waste needed for geological disposal and make full use of rare resources, which is of great significance for the sustainable development of nuclear energy. This project mainly aims at the extraction and recovery of ruthenium, rhodium and palladium (Ru, Rh, Pd) from spent fuel on solid-liquid electrode in molten salt. The project will determine the deposition potential sequence of ruthenium, rhodium and palladium on different cathodes and investigate their kinetics and thermodynamics of the electrode process in molten salt, and further study separation behavior of them and uranium (U), the most typical actinide element in nuclear fuel cycle. According to the different deposition potential of Ru, Rh, Pd and U on different cathodes, it is expected that different ions can be deposited separately to achieve the purpose of separation. The project will also systematically study the relationship between extraction efficiency and electrolysis conditions (current, potential and temperature, etc.), and then adjust the extraction efficiency by changing the electrolysis conditions to obtain the optimal electrolysis conditions. The relevant achievements of this project can provide basic data and preliminary technical reserves for the separation of noble metal elements in the reprocessing of spent fuel.
从核废物中提取分离有价值的元素，可减少需地质处置的核废料量并实现稀有资源的充分利用，这对于核能的可持续发展具有重要意义。本项目主要针对乏燃料中贵金属的提取和回收等关键问题，开展钌、铑、钯（Ru、Rh、Pd）在熔盐/固液电极上提取分离的研究工作。项目将测定钌铑钯在不同阴极上的析出电位序，考察它们在熔盐体系电极过程中的动力学和热力学行为，并进一步研究它们与核燃料循环中最典型锕系元素铀的分离行为。根据钌铑钯和铀在不同阴极上还原沉积电位不同，有望使不同离子分别沉积从而到达分离目的。项目还将系统研究钌铑钯提取效率与电解条件（电流、电位和温度等）的关系，进而通过改变电解条件调节提取率，获得最优电解条件。本项目相关成果可为乏燃料后处理中贵金属元素的分离提供基础数据和初步技术储备。

结项摘要

从核废物中提取分离有价值的元素，可减少需地质处置的核废料量并实现稀有资源的充分利用，这对于核能的可持续发展具有重要意义。本项目主要针对乏燃料中贵金属的提取和回收等关键问题，开展钌、铑、钯固液电极上提取分离的研究工作。项目将测定钌铑钯在不同阴极上的析出电位序，考察它们在熔盐体系电极过程中的动力学和热力学行为，并进一步研究它们与核燃料循环中最典型锕系元素铀的分离行为。根据钌铑钯和铀在不同阴极上还原沉积电位不同，使不同离子分别沉积从而到达分离目的。本项目成功绘制了铀和钌铑钯的循环伏安等电化学曲线，几种元素的电化学参数被计算。通过不同温度的循环伏安曲线计算了其各自的扩散系数及扩散活化能等动力学和热力学参数。项目选用固液双阴极（铅镁电极）提取贵金属钌铑钯，通过电化学行为研究铅镁电极的电化学参数，然后选择恒电位电解成果提取分离钌铑钯，采用电化学在线检测的方法检测离子浓度且有较高的提取率。根据实验结果XRD和SEM-EDS分析，在横电位电解过程中钌铑钯更容易沉积在固态Mg电极上。因此，采用固液双阴极可以提取与分离铀和钌铑钯。项目还将系统研究钌铑钯提取效率与电解条件（电流、电位和温度等）的关系，进而通过改变电解条件调节提取率，获得最优电解条件。本项目相关成果可为乏燃料后处理中贵金属元素的分离提供基础数据和初步技术储备。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Electrolytic Extraction of Yttrium Using Recycle Liquid Gallium Electrode from molten LiCl-KCl
利用回收液体镓电极从熔融 LiCl-KCl 中电解提取钇
  • DOI：
    10.1016/j.seppur.2022.120972
  • 发表时间：
    2022-04
  • 期刊：
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Yingcai Wang;Qian Liu;Shuang Zhang;Yuhui Liu;Youqun Wang;Ying Dai;Zhimin Dong;Zhongping Cheng;Xiaohong Cao;Yuqian Chen;Zhibin Zhang;Yunhai Liu
  • 通讯作者：
    Yunhai Liu
Electrochemical extraction of Gadolinium on Sn electrode and Preparation of Sn-Gd Intermetallic Compounds in LiCl-KCl Melts
Sn电极上电化学萃取钆及LiCl-KCl熔体中Sn-Gd金属间化合物的制备
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2022.164220
  • 发表时间：
    2022-02
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Yingcai Wang;Meiyang Quan;Shuang Zhang;Yuhui Liu;Youqun Wang;Ying Dai;Zhimin Dong;Zhongping Cheng;Zhibin Zhang;Yunhai Liu
  • 通讯作者：
    Yunhai Liu
Effective Adsorption of Uranyl Ions with Different MoS2-Exposed Surfaces in Aqueous Solution
水溶液中不同MoS2暴露表面对铀酰离子的有效吸附
  • DOI：
    10.1016/j.surfin.2019.100409
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    Surfaces and Interfaces
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Yuhui Liu;Cheng Fang;Shuang zhang;Weihong Zhong;Qianglin Wei;Yingcai Wang;Ying Dai;Youqun Wang;Zhibin Zhang;Yunhai Liu
  • 通讯作者：
    Yunhai Liu
U(VI) adsorption behavior onto polypyrrole coated 3R-MoS2 nanosheets prepared with the molten salt electrolysis method
熔盐电解法制备的聚吡咯涂覆的3R-MoS2纳米片对U(VI)的吸附行为
  • DOI：
    10.1007/s12613-020-2154-5
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yuhui Liu;Meng Tang;Shuang Zhang;Yuling Lin;Yingcai Wang;Youqun Wang;Ying Dai;Xiaohong Cao;Zhibin Zhang;Yunhai Liu
  • 通讯作者：
    Yunhai Liu
Electrochemical and spectrochemical analysis of U(VI) reduction in nitric acid solutions
硝酸溶液中 U(VI) 还原的电化学和光谱化学分析
  • DOI：
    10.1016/j.jelechem.2020.114482
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    Journal of Electroanalytical Chemistry
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Yingcai Wang;Xue Dong;Yunhai Liu;Yuhui Liu;Xiaohong Cao;Jing Chen;Chao Xu
  • 通讯作者：
    Chao Xu

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高温结晶合成Mn_2O_3@MoS_2复合材料及其对铀的吸附性能
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  • 期刊：
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  • 作者：
    林育玲;吴凡;谢子杰;高博;唐梦;卢雅宁;王英财;张爽;柳玉辉;刘云海
  • 通讯作者：
    刘云海
熔盐电解法制备NbS_2@MoS_2复合材料及其电催化析氢性能
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    柳玉辉

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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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