貴金屬釕（Ru）是乏燃料中關鍵裂變產物的一種。一方面，其在乏燃料中的產額較高、半衰期較長（¹⁰⁶Ru:374天），且具有很強的放射性。另一方面，Ru的化學行為極為復雜，在硝酸介質中以多價態(tài)（0～8）存在，并能與不同配體形成多種絡合物，化學性質多變。Ru的存在會對乏燃料后處理的主工藝造成影響，還會對后續(xù)高放廢液的固化操作產生重要干擾。因此，研發(fā)Ru的高效分離材料，將其從高放廢液中分離出來，將有利于后處理各工藝環(huán)節(jié)的高效運行。

本項目設計“恒溫反應-洗滌-旋轉蒸發(fā)-柱層析”萃取劑合成方案。本項目擬制備新型硫代二酰胺和三酰胺萃取劑，選擇不同的酰化條件、反應周期，以確定最佳合成路徑及合成配方，解析萃取劑的結構特征以及對Ru的萃取效果。針對萃取性能，本項目考察包括溶液硝酸濃度、飽和萃取容量、萃取動力學、熱力學以及萃取劑濃度對萃取分配系數的影響，獲得最佳工藝參數。本項目擬通過量子化學DFT計算，結合紅外表征，從原子層面揭示Ru的萃取機理。

本項目成功合成新型含軟N-和S-酰胺類萃取劑NTAamide和MTTDGA，雜質少、產率高，實驗測得產率>95%。萃取實驗表明，NTAamide適宜的最佳酸度為0.1M HNO₃，萃取Ru的反應為吸熱反應，MTTDGA適宜的最佳酸度為6M HNO₃，萃取Ru的反應為放熱反應；NTAamide：MTTDGA=3：1為最佳協(xié)同萃取劑比例，以MIBK為稀釋劑，在0.1M HNO₃下萃取Ru萃取率＞95%，飽和萃取容量＞7g/mol。量子化學計算揭示了Ru可能的萃取機制為，Ru接受來自配體原子的電子，形成離子鍵，從而被穩(wěn)定萃取。

項目成員目前以第一作者身份在Hydrometallurgy投稿論文（SCI,with editor）。