中國(guó)科(kē)學院海(hǎi)西(xī)研究院2月(yuè)9日(rì)訊：铪(Hf)因其獨特的(de)物(wù)理(lǐ)和(hé)化(huà)學特性，在電(<diàn)子(zǐ)半導體(tǐ)、航空(kōng)航天、醫(yī)藥、核能(néng)和(hé)新材料研究與開(kāi)發等新領域有(yǒu)著(zhe)廣↔泛的(de)應用(yòng)前景。Hf總是(shì)與锆(Zr)以均質形式緊密共生(shēng)且具有(yǒ•u)相(xiàng)似的(de)外(wài)層電(diàn)子(zǐ)結構，由于镧系收縮，它們的(de∞)原子(zǐ)半徑和(hé)離(lí)子(zǐ)半徑僅相(xiàng)差0.01 ?，因此分(fēn)離(lí)Zr和(hé)Hf已成為(wèi)一(y$ī)個(gè)世界性難題。為(wèi)克服傳統膜分(fēn)離(lí)在Hf分(fēn)離(lí)中回收率低(dī)和(hé)選擇性差的(de)缺點，中國(guó)科(kēφ)學院福建物(wù)質結構研究所楊帆課題組基于膜萃取分(fēn)離(lí)技(jì)術(shù)開(kā i)發制(zhì)備了(le)铪離(lí)子(zǐ)印迹膜(Hf-IIMs)新材料，實現(xiàn)了‌(le)從(cóng)锆英砂溶液中快(kuài)速高(gāo)效分(fēn)離(lí)富集铪。

通(tōng)過配合物(wù)印迹法，以D2EHDGAA為(wèi)載體(tǐ)分(fēn)子(zǐ)，CTA為(wèi)基礎聚合物(wù)以及铪離(lí)子(zǐ)為(wèi)印迹離(lí)‍子(zǐ)，構建了(le)離(lí)子(zǐ)印迹膜（IIMs）。此外(wài)，制(zhì)備了(le)離(lí)子(zǐ)液體(tǐ)支撐液膜（SLMs），高(gāo)分(fēn)∑子(zǐ)聚合物(wù)包合膜（PIMs）,非印迹膜(NIIMs)和(hé)CTA空(kōng)白(bái)膜作(zuò)為(wèi)對(duì)比。在進料相(xiàng)中由酰胺®酸驅動的(de)IIMs與天冬氨酸偶合，實現(xiàn)從(cóng)優先萃取Zr轉變為(wèi)優先萃取Hf； 以0.1 M H2SO4和 (hé)0.05 M二甘醇酸的(de)協同酸體(tǐ)系作(zuò)為(wèi)接收相(xiàng)，使得(de)接收相(xiàng)中铪↔離(lí)子(zǐ)濃度明(míng)顯增加，解決了(le)傳統的(de)單酸反萃铪的(de)難題。結果表明(míng)，在接收相(xiàng)中CHf/CZr按IIMs >  PIMs > SLMs > NIIMs > CTA的(de)順序遞減。這(zhè)主要 (yào)歸結于IIMs的(de)印迹孔穴與Hf模闆離(lí)子(zǐ)具有(yǒu)結構上(shàng)的(de)相(xiàng)互匹配以及功能(néng)基團的(de)互補，使得(dαe)膜對(duì)目标離(lí)子(zǐ)Hf具有(yǒu)選擇識别性能(néng)，從(cóng)而達到(dào)铪和→(hé)锆的(de)特異性選擇分(fēn)離(lí)。IIMs在1h內(nèi)，CHf/CZr從(cóng)最初的(de)2.33:100增加到(dào)33.33:100；與聚合物(¶wù)包合膜（PIMs）和(hé)離(lí)子(zǐ)液體(tǐ)支撐液膜（SLMs）相(xiàng)比，分(fēn)别∞增加了(le)3.33和(hé)3.67倍。此外(wài)，3次膜分(fēn)離(lí)-再生(shēng)循環實驗表明(míng)I☆IMs的(de)循環穩定性能(néng)較為(wèi)良好(hǎo)。因此，IIMs作(zuò)為(wèi)一(yī)種新型膜材料，提供了(le✔)從(cóng)锆英砂溶液中高(gāo)效分(fēn)離(lí)富集铪的(de)新思路(lù)，具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)工(gōng)業(yè)應用(yòng)潛↓力。該研究成果以全文(wén)形式發表在《Journal of Membrane Science》期刊上(shàng)（https://doi.org/10.10φ16/j.memsci.2022.121237），第一(yī)作(zuò)者為(wèi)在讀(dú)碩士湯婷婷，楊帆>研究員(yuán)為(wèi)通(tōng)訊作(zuò)者。

研究工(gōng)作(zuò)得(de)到(dào)國(guó)家(jiā)重點研發計(jì)劃,反應堆燃料與材料科(kē)學技(jì)術(shù)實驗室等的(de)支持，并與三祥δ新材股份有(yǒu)限公司和(hé)中國(guó)核動力研究設計(jì)院深入合作(zuò)。