CN102629494A - 一种从高放废物萃取分离元素钯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从高放废物萃取分离元素钯的方法，包括如下步骤：向已经分离出次锕系元素的高放废物的硝酸盐溶液中加入浓硝酸将硝酸浓度调整为0.42～5.11mol/L，得到溶液A；混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、R-OH和C6～C12的烷烃，得到溶液B，其中，R为C6～C12的烷基，以R-OH和C6～C12的烷烃的总体积计，R-OH体积分数为30～100％；将溶液A与溶液B混合振荡后分层得到油相和水相；分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。本发明提供的从高放废物萃取分离元素钯的方法，选择性好，分离量大，适于大规模工业应用。
Description
技术领域
本发明涉及核工业高放废物的后处理领域，尤其涉及一种从高放废物萃取分离元素钯的方法。
背景技术
作为乏燃料(SF)后处理产生的高放废物(HLLW)，其安全的处理与处置是核燃料循环技术的关键环节之一。
根据国家原子能发展政策，合理有效的利用有限的核资源、确保安全性、核不扩散性、环境适应性、经济性、以及通过乏燃料后处理技术有效处理处置HLLW是其基本方针。
乏燃料中含有发热元素和长寿命(数百万年)的次锕系元素(MA)等裂片产物(FP)，后处理的现状是：除了分离回收有用金属U和Pu，一部分的Np和差不多所有的FP元素都进入了HLLW中。对于长寿命的MA，已提出了分离/嬗变技术以及为达此目的而开发的一些萃取分离流程，比如美国已使用的CMPO的TRUEX流程和法国已使用的氨类化合物的DIAMEX流程等。
文献号为US6843921B2的美国发明专利及同族英国专利GB3290474中公开了一种高放废物处理方法，将高放废物制成硝酸溶液，溶液中还含有3摩尔/升的HNO3，该溶液经色谱柱分离后分离出次锕系元素。
但高放废物的硝酸溶液分离出次锕系元素后，还含有Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素，该专利并没有涉及对Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素的进一步分离处理，中国发明专利200710069042.0公开了一种以US6843921B2中所述的高放废物的硝酸溶液为起始物，分离发热元素Cs和Sr的方法，得到了分离出Cs和Sr的高放废物的硝酸溶液，Pd作为一种贵金属元素其分离处理具有广阔的市场前景，因此元素Pd也需要进行分离。
中国发明专利200910153555.9公开了一种从高放废物分离元素钯的方法，将已经分离出次锕系元素的高放废物的硝酸盐溶液通过填装有吸附剂的色谱柱，元素钯被填装有吸附剂的色谱柱吸附，然后用硫脲的硝酸水溶液对吸附有元素钯的色谱柱进行洗脱，将元素钯以硝酸盐的形式洗脱出来，该方法简洁高效，色谱柱的选择性高，分离效果好。
但是，利用色谱柱将元素钯以硝酸盐的形式分离出来，适合于在实验室小规模进行，由于分离量的限制不能够在工业上大规模推广，因此，需要开发出既能高选择性分离出元素钯，又能够实现工业上大规模应用的元素钯分离方法。
发明内容
本发明提供了一种选择性高，分离效果好且适合于工业上大规模应用的分离元素钯的方法。
一种从高放废物萃取分离元素钯的方法，包括如下步骤：
(1)向已经分离出次锕系元素的高放废物的硝酸盐溶液中加入浓硝酸将硝酸浓度调整为0.42～5.11mol/L，得到溶液A；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、R-OH和C6～C12的烷烃，得到溶液B，其中，R为C6～C12的烷基，以R-OH和C6～C12的烷烃的总体积计，R-OH的体积分数为30～100％；
(3)将溶液A与溶液B混合振荡后分层得到油相和水相；
(4)分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
所述的2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶，结构式如(I)所示，含有7个氮原子，可以提供电子，是路易斯碱，Pd(II)含有未填满电子的p轨道，可以接受电子，是路易斯酸，虽然其余金属离子也是路易斯酸，但是由于氮原子是“软”原子，其余金属离子与Pd(II)路易斯酸“软”“硬”的不同，导致在萃取的时候，Pd(II)与2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶中氮原子的络合能力比其余金属离子与2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶中氮原子的络合能力强，从而高选择性地将元素钯分离出来。
所述步骤(2)中加入硝酸调节溶液B硝酸浓度与溶液A硝酸浓度相等，从而避免萃取过程中，由于硝酸浓度变化影响分离结果。
所述步骤(2)中，混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、R-OH和C6～C12的烷烃，其中，R为C6～C12的烷基，由于2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶中含有较长的烷基链，在醇中可能会由于疏水聚集从而形成第三相，因此，加入较长链的烷烃，可以调节溶剂的极性，从而使2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶溶解性更好。
所述步骤(2)中，以R-OH和C6～C12的烷烃的总体积计，其中，R为C6～C12，R-OH的体积分数为30～100％，也即C6～C12的烷烃的体积分数为0～70％。
作为优选，所述步骤(1)中溶液A硝酸浓度为3mol/L。溶液A硝酸浓度可以为0.42～5.11mol/L，由于2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的特殊结构，其内部的氮原子与硝酸具有很强的亲和性，容易形成稳定的硝酸铵，因此，在萃取过程中，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶与Pd(II)的络合作用和2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶与硝酸的质子化作用是一对竞争反应，在溶液A硝酸浓度为3mol/L时，Pd(II)的分离比例(分配比例＝金属离子在有机相中的平衡浓度/金属离子在水相中的平衡浓度)达到最大，继续增大硝酸的浓度，分配比例为一恒定值。
可选的，所述的R-OH为己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇或十二醇。
可选的，所述的C6～C12的烷烃为己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷或十二烷。
作为优选，所述的R-OH中，R为C8～C12的烷基，即辛醇、壬醇、癸醇、十一醇或十二醇；所述的烷烃为C8～C12的烷烃，即辛烷、壬烷、癸烷、十一烷或十二烷。
作为优选，所述的R-OH为辛醇，所述的烷烃为十二烷。
作为优选，所述步骤(2)中，以R-OH和C6～C12的烷烃的总体积计，所述的R-OH体积分数为30％，烷烃的体积分数为70％。
所述步骤(3)中，混合振荡时间为30～100min。混合振荡时间过短，则萃取过程中，金属离子在油相和水相中的分配尚未达到平衡，混合振荡时间过长，则增加不必要的时间成本，通常情况下，30min即可保证金属离子在油相和水相中达到平衡，继续增加振荡时间，分离比例基本保持恒定值，为确保达到分离平衡，一般选择振荡时间为90min。
作为优选，溶液A与溶液B等体积混合振荡；混合振荡后为了促进油相和水相的分层，可进行离心处理。
所述步骤(3)中，混合振荡温度为15～40℃。混合振荡温度对各金属离子的分配比例影响不大，通常情况下，在25℃下进行。
通常情况下，混合振荡后，以溶液A与溶液B的总体积计，其中2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的总浓度为2×10-2mol/L，金属离子的总浓度为4×10-3～6×10-3mol/L，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的用量依据所要分离的溶液中金属离子的浓度而定，用量过少，可能因Pd(II)与2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的络合达到饱和，从而使部分Pd(II)不能被分离出来，用量过多则会造成2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的浪费。
本发明还提供了一种吡啶衍生物，为2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶。可用于在高放废物的硝酸盐溶液中吸附和分离元素钯。
本发明还提供了一种2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的制备方法，包括将2，6吡啶二甲酰胺二腙与α-壬二酮在二氯甲烷中混合，40℃条件下，反应3小时，得产物2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶。
2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶可以利用乙醇重结晶提纯。
其中，2，6吡啶二甲酰胺二腙可利用如下方法制备：
将体积比3∶17的2，6-二腈基吡啶与水合肼在30℃下混合反应30小时，得到2，6吡啶二甲酰胺二腙，分离出2，6吡啶二甲酰胺二腙粗产品后可用去离子水重结晶提纯。
其中，α-壬二酮可利用如下方法制备：
壬酸乙酯与钠在溶剂中反应得到中间产物，在反应体系中加入乙酸铜将所述的中间产物氧化生成α-壬二酮；所述的溶剂为二甲苯和乙醚的混合物，且两者比例没有严格限制。
为了便于乙酸铜的分散，促进反应进行，乙酸铜可预先溶解在乙酸中形成乙酸铜的乙酸溶液，溶液中乙酸铜的质量百分比浓度为70％。
本发明提供的从高放废物萃取分离元素钯的方法，可以高选择性的从高放废物中分离出元素钯，分离量大，操作简单，可以适用于大规模工业应用。
附图说明
图1为本发明方法金属离子分离比例与硝酸浓度关系图(分离的金属离子种类如图例所示)；
图2为本发明方法金属离子分离比例与硝酸浓度关系图(分离的金属离子种类如图例所示)；
图3为本发明方法金属离子分离比例与硝酸浓度关系图(分离的金属离子种类如图例所示)。
具体实施方式
实施例1
(1)按照文献号为US6843921B2的美国发明专利的流程将高放废物制成硝酸盐溶液并分离出次锕系元素，得到含有Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素的硝酸盐溶液，高放废物硝酸盐溶液中金属离子的总浓度为10×10-3mol/L，用浓硝酸将该硝酸盐溶液中的硝酸浓度调整为3mol/L；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、辛醇和十二烷烃，得到溶液B，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的浓度为4×10-2mol/L，以辛醇和十二烷的总体积计，辛醇的体积分数为30％，十二烷的体积分数为70％；
(3)将硝酸浓度为3mol/L的高放废物硝酸盐溶液与溶液B等体积混合，在25℃下振荡90min，分层得到油相和水相；
(4)离心分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
分离结果见附图1、图2、图3。
从附图1、2、3可以看出，Pd(II)在油相中的平衡浓度远远大于水相，而其余金属离子在水相中的平衡浓度远大于油相，Pd(II)与2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶络合能力强于其余金属离子，Pd(II)与2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶络合后，进入油相，从而与其余停留在水相中的金属离子分离。
实施例2～7
实施例2～7与实施例1中实验条件相同，不同之处在于步骤(1)中用浓硝酸将该硝酸盐溶液中的硝酸浓度调整分别调整为0.42mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2.5mol/L、4mol/L、5.11mol/L。
分离结果见附图1、图2、图3。
从附图1、2、3可以看出，随着硝酸浓度的不同，金属离子的分配比例(分配比例＝金属离子在有机相中的平衡浓度/金属离子在水相中的平衡浓度)也不同，在硝酸浓度调整为3mol/L时，Pd(II)的分配比例达到最大，继续增大硝酸浓度，Pd(II)的分配比例为一恒定值。
实施例8
(1)按照文献号为US6843921B2的美国发明专利的流程将高放废物制成硝酸盐溶液并分离出次锕系元素，得到含有Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素的硝酸盐溶液，高放废物硝酸盐溶液中金属离子的总浓度为10×10-3mol/L，用浓硝酸将该硝酸盐溶液中的硝酸浓度调整为3mol/L；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、己醇和十二烷烃，得到溶液B，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的浓度为4×10-2mol/L，以己醇和十二烷的总体积计，己醇的体积分数为30％，十二烷的体积分数为70％；
(3)将硝酸浓度为3mol/L的高放废物硝酸盐溶液与溶液B等体积混合，在25℃下振荡90min，分层得到油相和水相；
(4)离心分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
实施例9
(1)按照文献号为US6843921B2的美国发明专利的流程将高放废物制成硝酸盐溶液并分离出次锕系元素，得到含有Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素的硝酸盐溶液，高放废物硝酸盐溶液中金属离子的总浓度为10×10-3mol/L，用浓硝酸将该硝酸盐溶液中的硝酸浓度调整为3mol/L；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、辛醇和十一烷烃，得到溶液B，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的浓度为4×10-2mol/L，以辛醇和十一烷的总体积计，辛醇的体积分数为30％，十一烷的体积分数为70％；
(3)将硝酸浓度为3mol/L的高放废物硝酸盐溶液与溶液B等体积混合，在25℃下振荡90min，分层得到油相和水相；
(4)离心分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
实施例10
(1)按照文献号为US6843921B2的美国发明专利的流程将高放废物制成硝酸盐溶液并分离出次锕系元素，得到含有Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素的硝酸盐溶液，高放废物硝酸盐溶液中金属离子的总浓度为10×10-3mol/L，用浓硝酸将该硝酸盐溶液中的硝酸浓度调整为3mol/L；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、辛醇和十二烷烃，得到溶液B，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的浓度为4×10-2mol/L，以辛醇和十二烷的总体积计，辛醇的体积分数为30％，十二烷的体积分数为70％；
(3)将硝酸浓度为3mol/L的高放废物硝酸盐溶液与溶液B等体积混合，在25℃下振荡30min，分层得到油相和水相；
(4)离心分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
实施例11
(1)按照文献号为US6843921B2的美国发明专利的流程将高放废物制成硝酸盐溶液并分离出次锕系元素，得到含有Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素的硝酸盐溶液，高放废物硝酸盐溶液中金属离子的总浓度为10×10-3mol/L，用浓硝酸将该硝酸盐溶液中的硝酸浓度调整为3mol/L；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、辛醇和十二烷烃，得到溶液B，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的浓度为4×10-2mol/L，以辛醇和十二烷的总体积计，辛醇的体积分数为70％，十二烷的体积分数为70％；
(3)将硝酸浓度为3mol/L的高放废物硝酸盐溶液与溶液B等体积混合，在25℃下振荡90min，分层得到油相和水相；
(4)离心分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
实施例12
(1)按照文献号为US6843921B2的美国发明专利的流程将高放废物制成硝酸盐溶液并分离出次锕系元素，得到含有Cs、Sr、Rh、Ru、Pd等金属元素的硝酸盐溶液，高放废物硝酸盐溶液中金属离子的总浓度为10×10-3mol/L，用浓硝酸将该硝酸盐溶液中的硝酸浓度调整为3mol/L；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、辛醇和十二烷烃，得到溶液B，2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的浓度为4×10-2mol/L，以辛醇和十二烷的总体积计，辛醇的体积分数为70％，十二烷的体积分数为70％；
(3)将硝酸浓度为3mol/L的高放废物硝酸盐溶液与溶液B等体积混合，在25℃下振荡30min，分层得到油相和水相；
(4)离心分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
Claims (10)
1.一种从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向已经分离出次锕系元素的高放废物的硝酸盐溶液中加入浓硝酸将硝酸浓度调整为0.42～5.11mol/L，得到溶液A；
(2)混合2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶、R-OH和C6～C12的烷烃，得到溶液B，其中，R为C6～C12的烷基，以R-OH和C6～C12的烷烃的总体积计，R-OH的体积分数为30～100％；
(3)将溶液A与溶液B混合振荡后分层得到油相和水相；
(4)分离油相和水相，分别得到含有硝酸钯的油相以及分离出元素钯的高放废物的硝酸盐溶液。
2.如权利要求1所述的从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，步骤(2)中加入硝酸调节溶液B硝酸浓度与溶液A硝酸浓度相等。
3.如权利要求2所述的从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶液A硝酸浓度为3mol/L。
4.如权利要求1所述的从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的R-OH中，R为C8～C12的烷基，所述的烷烃为C8～C12的烷烃。
5.如权利要求1所述的从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的R-OH为辛醇，所述的烷烃为十二烷。
6.如权利要求1所述的从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，以R-OH和C6～C12的烷烃的总体积计，所述的R-OH体积分数为30％。
7.如权利要求1所述的从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合振荡时间为30～100min。
8.如权利要求1所述的从高放废物萃取分离元素钯的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合振荡温度为15～40℃。
9.一种吡啶衍生物，其特征在于，为2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶。
10.一种2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶的制备方法，其特征在于，将2，6吡啶二甲酰胺二腙与α-壬二酮在二氯甲烷中混合，40℃条件下，反应3小时，得产物2，6-双(5，6-二壬基-1，2，4-三嗪-3-基)吡啶。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104160048A (zh) * | 2011-10-07 | 2014-11-19 | 东曹株式会社 | 钯分离剂、以及其制造方法和用途 |
| CN104762489A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-08 | 浙江大学 | 一种从多金属离子水溶液中分离钯离子的方法 |
| CN105017225A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-11-04 | 浙江大学 | 一种三嗪联吡啶衍生物及其合成方法和应用 |
| CN110205490A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-09-06 | 浙江大学 | 一种分离铀和铁的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5171546A (en) * | 1990-05-15 | 1992-12-15 | Cogema-Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires | Use of thioether ligands for separating palladium from aqueous solutions and in particular nitric solutions for dissolving irradiated nuclear fuel elements |
| JP3241475B2 (ja) * | 1992-03-03 | 2001-12-25 | コグマ，コンパニー ジェネラール デ マチエール ヌクレイル | 使用済み核燃料再処理から生じた水溶液から或る元素を分離する方法 |
| CN101143273A (zh) * | 2007-07-06 | 2008-03-19 | 浙江大学 | 一种从高放废物分离发热元素Cs和Sr的方法 |
| CN101690853A (zh) * | 2009-10-19 | 2010-04-07 | 浙江大学 | 一种从高放废物分离元素Pd的方法 |
-
2012
- 2012-04-11 CN CN2012101045104A patent/CN102629494A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5171546A (en) * | 1990-05-15 | 1992-12-15 | Cogema-Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires | Use of thioether ligands for separating palladium from aqueous solutions and in particular nitric solutions for dissolving irradiated nuclear fuel elements |
| JP3241475B2 (ja) * | 1992-03-03 | 2001-12-25 | コグマ，コンパニー ジェネラール デ マチエール ヌクレイル | 使用済み核燃料再処理から生じた水溶液から或る元素を分離する方法 |
| CN101143273A (zh) * | 2007-07-06 | 2008-03-19 | 浙江大学 | 一种从高放废物分离发热元素Cs和Sr的方法 |
| CN101690853A (zh) * | 2009-10-19 | 2010-04-07 | 浙江大学 | 一种从高放废物分离元素Pd的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ANYUN ZHANG 等: "New Insight into the Partitioning of Minor Actinides I: Extraction of Palladium and Some Typical Metals with a Multidentate Soft-Ligand 2,6-Bis(5,6-dinonyl-1,2,4-triazine-3-yl)pyridine", 《JOURNAL OF CHEMICAL ＆ ENGINEERING DATA》 * |
| 张安运 等: "HPMBP与N1923协萃钯（II）的机理研究", 《化工冶金》 * |
| 张安运 等: "TOPO从硝酸介质中萃取钯的研究", 《矿冶工程》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104160048A (zh) * | 2011-10-07 | 2014-11-19 | 东曹株式会社 | 钯分离剂、以及其制造方法和用途 |
| CN104160048B (zh) * | 2011-10-07 | 2017-06-06 | 东曹株式会社 | 钯分离剂、以及其制造方法和用途 |
| CN104762489A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-08 | 浙江大学 | 一种从多金属离子水溶液中分离钯离子的方法 |
| CN104762489B (zh) * | 2015-04-22 | 2016-08-24 | 浙江大学 | 一种从多金属离子水溶液中分离钯离子的方法 |
| CN105017225A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-11-04 | 浙江大学 | 一种三嗪联吡啶衍生物及其合成方法和应用 |
| CN110205490A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-09-06 | 浙江大学 | 一种分离铀和铁的方法 |
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