新型疏水性2,9-双三唑基-1,10-菲啰啉配体用于锕系/镧系元素深度分离

为解决核废料中锕系(An(III))与镧系(Ln(III))元素分离难题，中国科学院研究人员设计出两种疏水性BTrzPhen配体（Hex-BTrzPhen和Bn-BTrzPhen）。通过紫外-可见光谱、核磁滴定及单晶X射线衍射等技术，证实其形成1:2金属-配体复合物，在0.01 M HNO3中实现Am(III)分配比达900，分离因子(SFAm/Eu)>90，为核废料深度净化提供新策略。

　　

随着全球核能发展加速，核废料处理成为紧迫课题。高放废液中的次锕系元素（如Am(III)）具有长达万年的放射性危害，但其化学性质与镧系元素（如Eu(III)）高度相似，传统分离方法效率低下。现有吡啶-双三唑配体虽具选择性，但受限于配位腔尺寸和酸敏感性。中国科学院团队基于1,10-菲啰啉骨架的预组织特性，通过"点击化学"合成两种疏水性配体Hex-BTrzPhen（双己基修饰）和Bn-BTrzPhen（双苄基修饰），在《Journal of Hazardous Materials》发表突破性成果。

研究采用紫外-可见光谱(UV-Vis)测定配合物稳定常数，核磁共振(¹H-NMR)和荧光滴定验证1:2配位比，首次通过单晶X射线衍射解析硝酸盐复合物结构，结合密度泛函理论(DFT)阐明配位机制。

Effect of organic solvent and contact time
Bn-BTrzPhen在3-硝基三氟甲苯(F-3)中表现最佳，5分钟内完成萃取平衡，分配比D_Am达900（0.01 M HNO₃），盐耐受性突破3.0 M NaNO₃。

Conclusions
Bn-BTrzPhen展现出超强Am(III)选择性（SF_Am/Eu>200），99.8%的回收效率使其成为首个实现核废料深度净化的疏水性BTrzPhen配体。单晶结构证实硝酸根通过氢键参与配位，颠覆传统三氟甲基复合物认知。

该研究不仅为核燃料后处理提供新型CHON合规（仅含碳、氢、氧、氮元素）萃取剂，更通过固态配位化学机制解析，推动锕系分离技术向工业化应用迈进。Ze-Yi Yan和Wei-Qun Shi团队指出，苯基的"反常芳基增强效应"是性能提升的关键，为后续配体设计提供分子工程范式。