俄研發出電化學製備金屬鎝新方法

2020-08-05 光明網

科技日報莫斯科8月3日電 (記者董映璧)俄羅斯門捷列夫化工大學、俄羅斯科學院金物理化學與電化學研究所和俄羅斯國家科學中心庫爾恰託夫研究所的科研人員,利用電化學原理研發出從鎝化合物溶液中製備鎝的新方法。相關研究成果發表在《電分析化學》期刊上。

鎝是一种放射性元素,由鈾和釷礦石自然衰變形成。鎝在核工業與醫學領域具有廣泛應用。比如在醫學上使用的鎝是半衰期為6小時的99mTc亞穩態同位素,鎝的這種同位素是從可攜式核發電機中直接獲得的。工作原理是通過中子流照射鉬靶,然後分階段從得到的混合物中分離出鎝,整個過程複雜且非常昂貴。目前,工業上通過化學方法製備鎝。

俄羅斯門捷列夫化工大學教授維塔利·庫茲涅佐夫認為,如果使用電化學方法而不是化學方法來製備鎝,讓電流通過混合物,可以簡化製備過程。他稱,鎝具有多種氧化值,在照射鉬靶後得到的混合物中,鎝的最高氧化值為+7,最好的方法是將鎝以氧化值為0的金屬形式分離出來,之後再進一步按照需要進行分離。

維塔利·庫茲涅佐夫說,當高鎝酸鹽(KTcO4,鎝的氧化值為+7)僅溶於水時,不可能獲得金屬鎝。因為在電解過程中,電極表面會形成氧化鎝膜,而這層膜不傳導電流,從而阻止鎝進一步還原。他稱,俄羅斯科研人員則選擇了一種不同的電解質:利用恆定pH值的乙酸鹽溶液代替純淨水,在這樣的溶液中,鎝還原為氧化值為0形式,並以薄膜形式沉積在電極上。不過,X射線光譜顯示,這些薄膜中的鎝不是金屬態,而是非晶態。

研究人員指出,除核醫學或放射性廢物處理外,該項研究成果還可以用於其他有發展前景的用途。比如利用這一方法可以從乏核燃料中製備鎝,然後從鎝的核反應中提取貴金屬釕—鉑。這些貴金屬目前越來越多地用於電子產品中,但它們在地球中的儲量卻非常有限,是一種非常稀少的貴金屬。

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