Pt/SiO2催化硝酸肼还原六价铀制备四价铀

史 海，梁兵连，张 旭，赵许群，侯宝林

(中国科学院 大连化学物理研究所，辽宁 大连 116023)

在硝酸肼存在下，电解还原硝酸铀酰是制备硝酸铀的常用方法[3]，但该方法存在反应转化率低(50%~60%)的缺点。文献报道的其他方法是在催化剂作用下，用氢气、甲酸和肼还原六价铀(U(Ⅵ))制备四价铀(U(Ⅳ))[4-10]。法国核燃料总公司[4]用Pt/SiO2作催化剂，氢气压力4 MPa下，催化还原硝酸铀酰制备硝酸铀，反应转化率高达96%，但是该反应所需设备复杂，反应压力高。意大利的Deptuia等[5]采用溶胶-凝胶法制备Pt/Al2O3催化剂，在常压氢气氛围下，催化还原 1.0 mol/L硝酸铀酰-0.5 mol/L甲酸溶液反应40 min，U(Ⅳ)的收率达100%，且催化剂重复使用 10次仍保持较高活性。俄罗斯的Anan’ev等[6]分别研究了Pt/SiO2催化剂催化肼还原U(Ⅵ)和催化甲酸还原U(Ⅵ)的反应，结果表明，用肼作还原剂，反应温度58℃，固液比为1:10条件下反应2 h，U(Ⅳ)收率仅73%；而相同条件下，用甲酸作还原剂，U(Ⅳ)收率可达90%。随后，Boltoeva等[7]进一步考察了酸性条件下，Pd/SiO2催化肼还原U(Ⅵ)的反应，实验发现，该反应在硝酸溶液中难以进行，但在硫酸溶液中却能快速反应。印度的Rao等[8]采用亚当斯催化剂，肼作还原剂来制备硝酸铀，催化剂效率低。中国原子能科学研究院李斌等[9-10]分别研究了铂黑、Pt/SiO2(Pt含量为3%或5%)催化肼还原制备 U(Ⅳ)的工艺条件；以铂黑为催化剂，反应3 h后U(Ⅳ)的转化率能达到99%以上，而以Pt/SiO2(Pt含量为3%或5%)为催化剂，相同条件下，U(Ⅳ)的最大转化率只有约90%。

以肼或甲酸作还原剂，催化还原制备 U(Ⅳ)的方法具有反应条件温和、制备过程简单的优点，其中采用肼作还原剂可不向后处理体系中引入其他物质，是一种很有前景的U(Ⅳ)制备方法。……