Hydrophilic sulfonated bis-1,2,4-triazine ligands are highly effective reagents for separating actinides(iii) from lanthanides(iii) via selective formation of aqueous actinide complexes

Chemical Science

Volumn 6, Issue 8, 2015, Pages 4812-4821

  Lewis, Frank W ^a,b   Harwood, Laurence M ^a   Hudson, Michael J ^a   Geist, Andreas ^c   Kozhevnikov, Valery N ^b   Distler, Petr ^d   John, Jan ^d  

^a UNIVERSITY OF READING   (United Kingdom)

^b NORTHUMBRIA UNIVERSITY   (United Kingdom)

^c KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

^d CZECH TECHNICAL UNIVERSITY IN PRAGUE   (Czech Republic)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTINIDES; AMERICIUM; EUROPIUM; HYDROPHILICITY; HYDROPHOBICITY; RARE EARTH ELEMENTS; SEPARATION;

ACTINIDE EXTRACTION; AQUEOUS SOLUBILITY; COMPLEX FORMATIONS; COMPLEXING AGENTS; FEASIBLE ALTERNATIVES; NITRIC ACID CONCENTRATION; POLYAMINOCARBOXYLATES; SELECTIVE FORMATION;

LIGANDS;

EID: 84937239278     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5sc01328c     Document Type: Article

References (107)

1. B. J. Mincher, Nuclear Energy and the Environment, ed., C. M. Wai, and, B. J. Mincher, ACS Symposium Series, ACS, Washington DC, 2010, vol. 1046, ch. 1, pp. 3-10
2. Nuclear Fission, The Energy Research Partnership Technology Report, The Energy Research Partnership, London, 2010, www.energyresearchpartnership.org.uk
3. Fuel Cycle Stewardship in a Nuclear Renaissance, The Royal Society Science Policy Centre Report 10/11, The Royal Society, London, 2011 (ISBN: 978-0-85403-891-6)
4. Assessing the Sustainability of Nuclear Power in the UK, Sustainability Assessment of Nuclear Power: An Integrated Approach, SPRING Report, The University of Manchester, 2011, www.springsustainability.org
5. J. M. McKibben Radiochim. Acta 1984 36 3 16
6. D. D. Sood S. K. Patil J. Radioanal. Nucl. Chem. 1996 203 547 573
7. C. Musikas, W. Schultz and J.-O. Liljenzin, Solvent Extraction Principles and Practice, ed, J. Rydberg, M. Cox, C. Musikas, and, G. Choppin, Marcel Dekker, Inc., New York, 2nd edn, 2004, pp. 507-557
8. K. L. Nash, C. Madic, J. Mathur and J. Lacquement, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, ed., J. J. Katz, L. R. Morss, N. M. Edelstein, and, J. Fuger, Springer, Dordrecht, 2006, vol. 1, pp. 2622-2798
9. Actinide and fission product partitioning and transmutation status and assessment report, OECD/NEA, Paris, 1999
10. J. Magill V. Berthou D. Haas J. Galy R. Schenkel H.-W. Wiese G. Heusener J. Tommasi G. Youinou Nucl. Energy 2003 42 263 277
11. M. Salvatores Nucl. Eng. Des. 2005 235 805 816
12. M. Salvatores G. Palmiotti Prog. Part. Nucl. Phys. 2011 66 144 166
13. K. L. Nash Solvent Extr. Ion Exch. 1993 11 729 768
14. J. N. Mathur M. S. Murali K. L. Nash Solvent Extr. Ion Exch. 2001 19 357 390
15. G. J. Lumetta A. V. Gelis G. F. Vandegrift Solvent Extr. Ion Exch. 2010 28 287 312
16. C. Hill, Ion Exchange and Solvent Extraction: A Series of Advances, ed., B. A. Moyer, CRC Press, Boca Raton, 2010, vol. 19, pp. 119-193
17. G. Modolo A. Wilden A. Geist D. Magnusson R. Malmbeck Radiochim. Acta 2012 100 715 725
18. G. T. Seaborg Radiochim. Acta 1993 61 115 122
19. S. Cotton, Comprehensive Coordination Chemistry II, ed., J. A. McCleverty, and, T. J. Meyer, Elsevier, Oxford, 2004, vol. 3, pp. 93-188
20. C. J. Burns, M. P. Neu, H. Boukhalfa, K. E. Gutowski, N. J. Bridges and R. D. Rogers, Comprehensive Coordination Chemistry II, ed., J. A. McCleverty, and, T. J. Meyer, Elsevier: Oxford, 2004, vol. 3, pp. 189-332
21. J. J. Katz, L. R. Morss, N. M. Edelstein and J. Fuger, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, ed., J. J. Katz, L. R. Morss, N. M. Edelstein, and, J. Fuger, Springer, Dordrecht, 2006, vol. 1, pp. 1-17
22. G. R. Choppin J. Alloys Compd. 1995 223 174 179
23. V. Alexander Chem. Rev. 1995 95 273
24. G. R. Choppin J. Alloys Compd. 2002 344 55 59
25. A. J. Gaunt M. P. Neu C. R. Chim. 2010 13 821 831
26. N. Kaltsoyannis Inorg. Chem. 2013 52 3407 3413
27. M. L. Neidig D. L. Clark R. L. Martin Coord. Chem. Rev. 2013 257 394 406
28. S. A. Kozimor P. Yang E. R. Batista K. S. Boland C. J. Burns D. L. Clark S. D. Conradson R. L. Martin M. P. Wilkerson L. E. Wolfsberg J. Am. Chem. Soc. 2009 131 12125 12136
29. I. Kirker N. Kaltsoyannis Dalton Trans. 2011 40 124 131
30. S. R. Daly J. M. Keith E. R. Batista K. S. Boland D. L. Clark S. A. Kozimor R. L. Martin J. Am. Chem. Soc. 2012 134 14408 14422
31. M. B. Jones A. J. Gaunt J. C. Gordon N. Kaltsoyannis M. P. Neu B. L. Scott Chem. Sci. 2013 4 1189 1203
32. L. P. Spencer P. Yang S. G. Minasian R. E. Jilek E. R. Batista K. S. Boland J. M. Boncella S. D. Conradson D. L. Clark T. W. Hayton S. A. Kozimor R. L. Martin M. M. MacInnes A. C. Olson B. L. Scott D. K. Shuh M. P. Wilkerson J. Am. Chem. Soc. 2013 135 2279 2290
33. S. G. Minasian J. M. Keith E. R. Batista K. S. Boland D. L. Clark S. A. Kozimor R. L. Martin D. K. Shuh T. Tyliszczak Chem. Sci. 2014 5 351 359
34. C. Ekberg A. Fermvik T. Retegan G. Skarnemark M. R. S. Foreman M. J. Hudson S. Englund M. Nilsson Radiochim. Acta 2008 96 225 233
35. Z. Kolarik Chem. Rev. 2008 108 4208 4252
36. F. W. Lewis M. J. Hudson L. M. Harwood Synlett 2011 2609 2632
37. M. J. Hudson L. M. Harwood D. M. Laventine F. W. Lewis Inorg. Chem. 2013 52 3414 3428
38. P. J. Panak A. Geist Chem. Rev. 2013 113 1199 1236
39. C. Madic M. J. Hudson J.-O. Liljenzin J.-P. Glatz R. Nannicini A. Facchini Z. Kolarik R. Odoj Prog. Nucl. Energy 2002 40 523 526
40. C. Madic B. Boullis P. Baron F. Testard M. J. Hudson J.-O. Liljenzin B. Christiansen M. Ferrando A. Facchini A. Geist G. Modolo A. G. Espartero J. De Mendoza J. Alloys Compd. 2007 444-445 23 27
41. S. Bourg C. Hill C. Caravaca C. Rhodes C. Ekberg R. Taylor A. Geist G. Modolo L. Cassayre R. Malmbeck M. Harrison G. de Angelis A. Espartero S. Bouvet N. Ouvrier Nucl. Eng. Des. 2011 241 3427 3435
42. For a review on the chemistry of 1,2,4-triazines, see: S. A. Raw and R. J. K. Taylor, Advances in Heterocyclic Chemistry, ed., A. R. Katritzky, Elsevier, Amsterdam, 2010, vol. 100, pp. 75-100
43. Z. Kolarik U. Müllich F. Gassner Solvent Extr. Ion Exch. 1999 17 1155 1170
44. M. G. B. Drew D. Guillaneux M. J. Hudson P. B. Iveson M. L. Russell C. Madic Inorg. Chem. Commun. 2001 4 12 15
45. P. B. Iveson C. Riviére D. Guillaneux M. Nierlich P. Thuéry M. Ephritikhine C. Madic Chem. Commun. 2001 1512 1513
46. C. Boucher M. G. B. Drew P. Giddings L. M. Harwood M. J. Hudson P. B. Iveson C. Madic Inorg. Chem. Commun. 2002 5 596 599
47. G. Ionova C. Rabbe R. Guillaumont S. Ionov C. Madic J.-C. Krupa D. Guillaneux New J. Chem. 2002 26 234 242
48. J.-C. Berthet Y. Miquel P. B. Iveson M. Nierlich P. Thuéry C. Madic M. Ephritikhine J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002 3265 3272
49. S. Colette B. Amekraz C. Madic L. Berthon G. Cote C. Moulin Inorg. Chem. 2002 41 7031 7041
50. S. Colette B. Amekraz C. Madic L. Berthon G. Cote C. Moulin Inorg. Chem. 2003 42 2215 2226
51. S. Colette B. Amekraz C. Madic L. Berthon G. Cote C. Moulin Inorg. Chem. 2004 43 6745 6751
52. M. A. Denecke A. Rossberg P. J. Panak M. Weigl B. Schimmelpfennig A. Geist Inorg. Chem. 2005 44 8418 8425
53. M. G. B. Drew M. R. S. J. Foreman A. Geist M. J. Hudson F. Marken V. Norman M. Weigl Polyhedron 2006 25 888 900
54. M. Steppert C. Walther A. Geist T. Fanghänel New J. Chem. 2009 33 2437 2442
55. N. L. Banik B. Schimmelpfennig C. M. Marquardt B. Brendebach A. Geist M. A. Denecke Dalton Trans. 2010 39 5117 5122
56. G. Benay R. Schurhammer G. Wipff Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 11089 11102
57. S. Trumm A. Geist P. J. Panak T. Fanghänel Solvent Extr. Ion Exch. 2011 29 213 229
58. M. G. B. Drew M. R. S. J. Foreman C. Hill M. J. Hudson C. Madic Inorg. Chem. Commun. 2005 8 239 241
59. M. Nilsson C. Ekberg M. Foreman M. Hudson J.-O. Liljenzin G. Modolo G. Skarnemark Solvent Extr. Ion Exch. 2006 24 823 843
60. V. Hubscher-Bruder J. Haddaoui S. Bouhroum F. Arnaud-Neu Inorg. Chem. 2010 49 1363 1371
61. C. Ekberg E. Aneheim A. Fermvik M. Foreman E. Löfström-Engdahl T. Retegan I. Spendlikova J. Chem. Eng. Data 2010 55 5133 5137
62. J.-C. Berthet J. Maynadié P. Thuéry M. Ephritikhine Dalton Trans. 2010 39 6801 6807
63. L. M. Harwood F. W. Lewis M. J. Hudson J. John P. Distler Solvent Extr. Ion Exch. 2011 29 551 576
64. F. W. Lewis L. M. Harwood M. J. Hudson P. Distler J. John K. Stamberg A. Núñez H. Galán A. G. Espartero Eur. J. Org. Chem. 2012 1509 1519
65. E. Aneheim B. Grüner C. Ekberg M. R. S. J. Foreman Z. Hájková E. Löfström-Engdahl M. G. B. Drew M. J. Hudson Polyhedron 2013 50 154 163
66. A. Geist C. Hill G. Modolo M. R. S. J. Foreman M. Weigl K. Gompper M. J. Hudson C. Madic Solvent Extr. Ion Exch. 2006 24 463 483
67. D. Magnusson B. Christiansen M. R. S. Foreman A. Geist J.-P. Glatz R. Malmbeck G. Modolo D. Serrano-Purroy C. Sorel Solvent Extr. Ion Exch. 2009 27 97 106
68. E. Aneheim C. Ekberg A. Fermvik M. R. S. J. Foreman T. Retegan G. Skarnemark Solvent Extr. Ion Exch. 2010 28 437 458
69. E. Aneheim C. Ekberg A. Fermvik M. R. S. J. Foreman B. Grüner Z. Hájková M. Kvičalová Solvent Extr. Ion Exch. 2011 29 157 175
70. A. Wilden C. Schreinemachers M. Sypula G. Modolo Solvent Extr. Ion Exch. 2011 29 190 212
71. F. W. Lewis L. M. Harwood M. J. Hudson M. G. B. Drew J. F. Desreux G. Vidick N. Bouslimani G. Modolo A. Wilden M. Sypula T.-H. Vu J. P. Simonin J. Am. Chem. Soc. 2011 133 13093 13102
72. F. W. Lewis L. M. Harwood M. J. Hudson M. G. B. Drew V. Hubscher-Bruder V. Videva F. Arnaud-Neu K. Stamberg S. Vyas Inorg. Chem. 2013 52 4993 5005
73. A. Afsar L. M. Harwood M. J. Hudson P. Distler J. John Chem. Commun. 2014 50 15082 15085
74. M. J. Hudson M. G. B. Drew M. R. S. J. Foreman C. Hill N. Huet C. Madic T. G. A. Youngs Dalton Trans. 2003 1675 1685
75. F. W. Lewis L. M. Harwood M. J. Hudson M. G. B. Drew M. Sypula G. Modolo D. Whittaker C. A. Sharrad V. Videva V. Hubscher-Bruder F. Arnaud-Neu Dalton Trans. 2012 9209 9219
76. B. Weaver and F. A. Kappelmann, TALSPEAK: A New Method of Separating Americum and Curium from the Lanthanides by Extraction from an Aqueous Solution of an Aminopolyacetic Acid Complex with a Monoacidic Organophosphate or Phosphonate, ORNL-3559, Oak Ridge National Laboratory, USA, 1964
77. J. Starý Talanta 1966 13 421 437
78. B. Weaver F. A. Kappelmann J. Inorg. Nucl. Chem. 1968 30 263 272
79. G. Persson I. Svantesson S. Wingefors J.-O. Liljenzin Solvent Extr. Ion Exch. 1984 2 89 113
80. M. Nilsson K. L. Nash Solvent Extr. Ion Exch. 2007 25 665 701
81. M. Nilsson K. L. Nash Solvent Extr. Ion Exch. 2009 27 354 377
82. K. L. Nash Solvent Extr. Ion Exch. 2015 33 1 55
83. M. Heitzmann F. Bravard C. Gateau N. Boubals C. Berthon J. Pecaut M.-C. Charbonnel P. Delangle Inorg. Chem. 2009 48 246 256
84. M. Heitzmann C. Gateau L. Chareyre M. Miguirditchian M.-C. Charbonnel P. Delangle New J. Chem. 2010 34 108 116
85. S. Trumm P. J. Panak A. Geist T. Fanghänel Eur. J. Inorg. Chem. 2010 3022 3028
86. S. Trumm G. Lieser M. R. S. Foreman P. J. Panak A. Geist T. Fanghänel Dalton Trans. 2010 39 923 929
87. G. L. Traister A. A. Schilt Anal. Chem. 1976 48 1216 1220
88. A. Geist U. Müllich D. Magnusson P. Kaden G. Modolo A. Wilden T. Zevaco Solvent Extr. Ion Exch. 2012 30 433 444
89. C. M. Ruff U. Müllich A. Geist P. J. Panak Dalton Trans. 2012 41 14594 14602
90. M. Carrott A. Geist X. Hères S. Lange R. Malmbeck M. Miguirditchian G. Modolo A. Wilden R. Taylor Hydrometallurgy 2015 152 139 148
91. A. Wilden G. Modolo P. Kaufholz F. Sadowski S. Lange M. Sypula D. Magnusson U. Müllich A. Geist D. Bosbach Solvent Extr. Ion Exch. 2015 33 91 108
92. E. N. Sidorenko and T. Y. Dutova, US pat., 6583284, 2003
93. T. Y. Dutova, A. Y. Nokel, E. N. Sidorenko and S. V. Timofeev, US pat., 20050109986A1, 2005
94. S. C. Vonwiller, D. D. Ridley, S. Indusegaram, S. M. Starling, G. Gonzaga and K. Silverbrook, WO2007002981A1, 2007
95. A. Nokel, T. Nagatsuka and M. V. Paukshto, US20070248771A1, 2007
96. F. W. Lewis L. M. Harwood M. J. Hudson U. Müllich A. Geist Chem. Commun. 2015 51 9189 9192
97. S. Yoshii K. Miyamoto T. Nishimura Yakugaku Zasshi 1988 108 50 57
98. R. M. Abdel-Rahman J. M. Morsy H. A. Allimony W. R. Abd El-Monem Boll. Chim. Farm. 1999 138 176 185
99. M. E. F. Braibante H. T. S. Braibante M. P. Uliana C. C. Costa M. Spenazzatto J. Braz. Chem. Soc. 2008 19 909 913
100. M. O'Rourke S. A. Lang Jr E. Cohen J. Med. Chem. 1977 20 723 726
101. M. G. Mamolo V. Falagiani D. Zampieri L. Vio E. Banfi Il Farmaco 2000 55 590 595
102. R. J. Cremlyn O. O. Shode F. J. Swinbourne J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 1983 1 2181 2183
103. R. J. Cremlyn F. J. Swinbourne O. Shode J. Heterocycl. Chem. 1985 22 1211 1214
104. V. N. Kozhevnikov D. N. Kozhevnikov O. V. Shabunina V. L. Rusinov O. N. Chupakhin Tetrahedron Lett. 2005 46 1521 1523
105. Y. Sasaki Y. Sugo S. Suzuki S. Tachimori Solvent Extr. Ion Exch. 2001 19 91 103
106. G. Modolo H. Asp C. Schreinemachers H. Vijgen Solvent Extr. Ion Exch. 2007 25 703 721
107. G. Modolo H. Asp H. Vijgen R. Malmbeck D. Magnusson C. Sorel Solvent Extr. Ion Exch. 2008 26 62 76