镧系元素/锕系元素分离是原子能和核废物处理的世界性挑战。将核燃料循环中的关键锕系元素镅（Am）从镧系元素（Ln）中分离出来，对于最大限度地降低核废物的长期放射性毒性是非常可取的，但考虑到三价Am（III）和Ln（III）之间的化学相似性，这是一项极具挑战性的工作。选择氧化Am（III）到更高的氧化状态（OS）可以促进这种分离，但到目前为止，由于Am在高氧化状态下的不稳定性，其实际应用还远远不能令人满意。有鉴于此，清华大学的许超、李隽等研究人员，通过氧化态控制实现镅/镧系元素的超高效分离。

本文要点

1）研究人员发现了一种新的策略，通过Am（III）与二乙醇酰胺配体的配位以及在有机溶剂存在下与Bi（V）物种的氧化来生成稳定的五价Am（Am（V））。

2）该策略通过溶剂萃取中的一次接触，使Am（V）高效稳定，并使Am与Ln的分离系数极高（>10⁴），从而为研究Am的高OS化学和完成核燃料循环中Ln/Am分离的关键任务开辟了新途径。

3）发现有机溶剂中存在协同配位和氧化过程，量子理论模型很好地阐明了其机理。

参考文献：

Zhipeng Wang, et al. Ultra-Efficient Americium/Lanthanide Separation through Oxidation State Control. JACS, 2022.

DOI：10.1021/jacs.2c00594

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00594