过氧化氢增强锆铪性质差异及其在碱性胺萃取分离中的应用研究

这篇研究创新性地利用H2O2（过氧化氢）在碱性胺萃取体系（如Aliquat336、Alamine308/300和TEHA）中显著放大Zr（锆）与Hf（铪）的化学性质差异，使分离系数β(Zr/Hf)提升3-26倍。通过系统研究Aliquat336-HCl-H2O2体系中HCl浓度、温度等关键参数，揭示了Zr/Hf物种形态变化的非线性响应机制，为核工业级金属绿色高效分离提供了新范式。

　　

Highlight

锆(Zr)和铪(Hf)这对"化学双胞胎"的分离难题，因过氧化氢(H₂O₂)的加入迎来突破性进展！研究发现，在甲基三辛基氯化铵(Aliquat336)、三辛胺(Alamine308/300)等碱性胺萃取体系中，H₂O₂就像"化学放大镜"般显著扩大了两者的性质差异——铪的萃取率被更强烈抑制，使得分离系数β(Zr/Hf)最高飙升26倍，重现了其在钨钼(W/Mo)分离中的神奇效果。

溶剂萃取体系筛选

研究者像"化学侦探"般系统筛查了各类萃取体系，发现碱性胺类萃取剂与H₂O₂的组合最具潜力。当Aliquat336邂逅HCl和H₂O₂时，Zr和Hf的萃取行为开始"分道扬镳"——这很可能源于两者过氧配合物稳定性的差异，就像舞会上H₂O₂给这对双胞胎穿上了不同颜色的舞鞋。

关键参数研究

在选定的Aliquat336-HCl-H₂O₂体系中，科学家们发现了个有趣现象：分离系数β(Zr/Hf)对HCl浓度、温度等参数呈现"过山车"式的倒U型响应。这暗示着Zr/Hf可能在溶液中玩起了"变形记"——随着条件变化，它们的过氧配合物形态发生微妙转变，就像pH值变化时蛋白质构象切换的把戏。

结论

这项研究不仅为核工业级Zr/Hf分离提供了绿色新方案，更揭示了H₂O₂在元素分离中的普适性机制。未来或可借鉴该策略，开发更多基于过氧配合物的"元素分选器"，让化学周期表上其他"孪生元素"也能高效分家。