摘要：离子液体因其低挥发性,高热稳定性及在萃取金属离子方面的优良表现被认为是乏燃料后处理中分离放射性核素的新一代绿色试剂。但从乏燃料后处理中强辐射的应用环境来看,离子液体的辐射效应是其实际应用前的研究重点。本文以60Co为辐射源,系统研究了两种常见的憎水性咪唑型离子液体: 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[C4mim][PF6]）和1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺酸盐（[C4mim][NTf2]）及其萃取体系的伽玛（γ）辐射效应。结果表明,γ辐照使离子液体的颜色加深,同时对离子液体的微观聚集行为产生影响,导致离子液体的低温结晶延迟和荧光光谱移动。 KMnO4 和HNO3 等氧化剂可氧化引起离子液体颜色加深及光吸收增强的物质,进而实现对辐照后离子液体的脱色处理。考虑到离子液体在乏燃料萃取应用时要接触氧化性的HNO3 溶液,进一步研究了离子液体在HNO3 存在下的辐射效应。发现HNO3 对离子液体在高剂量下的辐解具有一定敏化作用,但同时又对离子液体在辐照过程中的颜色加深具有显著的抑制作用。利用辐照后的离子液体加入萃取剂从水相中萃取Sr2+和Cs+研究了γ辐照对离子液体萃取体系萃取金属离子的影响。结果表明,离子液体辐照后其萃取体系对Sr2+和Cs+的萃取率显著降低,这是由于离子液体中咪唑阳离子辐解产生的H+与Sr2＋和Cs+竞争络合萃取剂引起的。将辐照后的离子液体经水洗除去H+后, 萃取率恢复至辐照前的水平, 为离子液体在乏燃料萃取分离中的循环使用提供了重要的依据。此外,研究还发现辐照后的[C4mim][NTf2]不加萃取剂也能从水相中分离Sr2+。进一步研究表明,水相 Sr2+的减少是因为[C4mim][NTf2]的阴离子辐解产生含硫物质,此物质遇水分解为SO3 2-,会与Sr2+结合生成SrSO3 沉淀,在空气中进一步生成SrSO4。该发现间接确定了[C4mim][NTf2]离子液体的阴离子辐解产物,并建立了一种分析离子液体微量辐解产物的新方法。
