本发明属于核燃料后处理技术，具体涉及一种对四价钚高选择性的配体化合物及其制备方法和在四价钚分离中的应用。
背景技术：
1、核电作为一种稳定、洁净、高能量密度的能源，已成为未来能源体系中的重要支柱之一。乏燃料后处理是核能可持续发展的重要保障，其主要目的是为了回收其中的铀(u)和钚(pu)，现有的purex流程是世界上唯一商业化后处理流程。
2、钚是一种重要的战略核材料，在核能发电、核武器制造、同位素电池开发等领域都具有极其重要的作用。辐照核燃料后处理是钚材料生产的必经环节，如从u-238辐照后分离出pu-239、从np-237靶件辐照后分离出pu-238等领域都离不开对钚的分离纯化。
3、辐照核燃料后处理料液中，除了铀、钚之外，还有一定量的次锕系元素np(v)、am(ⅲ)、cm(ⅲ)等以及裂片元素sr(ⅱ)、cs(i)等。以tbp为代表的中性膦类萃取剂对四价和六价锕系元素都有较高的萃取能力，使得后续还需要通过调价实现铀钚分离，其中，np(v)和np(vi)之间复杂的歧化反应，也加大了后续np、pu分离的难度。鉴于钚的重要性，开发单独萃取四价钚的工业化技术，强化对钚的分离纯化，对核工业具有重要的现实意义，相关技术仍需探索。
4、目前报道的有关于钚分离的萃取剂主要有中性膦类(tbp、trpo、cmpo等)、胺类(toa、n235、aliquat-336等)、酰胺荚醚(todga等)和多酰胺类(啉菲罗琳酰胺等)，这些配体对四价和六价都具有较好萃取能力，部分配体对三价锕系也有一定萃取能力，并不适用于四价钚的单独萃取。此外，对四价钚具有较高选择性的2-噻吩甲酰三氟丙酮(tta)和1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-5-吡唑啉酮(pmbp)，已被应用于分析测试领域，但二者稳定性较差，且需要以毒性较强的二甲苯为稀释剂，限制了其工业化应用。
5、中国专利申请cn111474234a公开了一种核燃料后处理流程大量铀中微量钚含量的分析方法，即采用0.4-0.6mol/l tta-二甲苯溶剂，经调价调酸和萃取离心后，实现了大量铀中微量钚的分离。该方法涉及到调酸，需以高酸(6-8mol/l)反萃，操作步骤繁琐，不适用于工业化应用，且萃取体系还会引起环保问题。
6、中国专利申请cn110894578a公开了一种四价钚离子的萃取方法，即采用啉菲罗琳衍生物实现了对钚较高的萃取能力，但对u(vi)分配比大于5，并未有效实现铀钚分离。且所用稀释剂为极性较强的3-硝基-3氟甲苯和正辛醇等，并不适用于现有后处理工业体系。
7、有文献(radiochim.acta,2017,105(4):303-310)报道，三芳基吡啶双酰胺在pu(iv)萃取分离方面有较好的应用前景，但是该类配体极性较强，需以3-硝基-3氟甲苯为稀释剂。研究发现，通过调整配体的官能团结构可以调整其电子效应和空间效应及极性，基于此，可以对三芳基吡啶双酰胺配体进行结构改性。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种对四价钚高选择性的配体化合物及其制备方法，将其应用于四价钚分离中，能够简化钚分离工艺流程，降低放射性废物量。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
3、一方面，本发明提供了一种化合物，为二芳基吡啶双酰胺，其结构式如下：
4、
5、其中r为cnh2n+1(n＝1～14)。
6、另一方面，本发明提供了一种上述化合物(二芳基吡啶双酰胺)的制备方法，包括如下步骤：
7、(1)在惰性气氛(氩气或氦气)中，将2,6-二溴吡啶(简称：a)、二羟基(3-甲氧基苯基溴烷)(简称：b)和磷酸钾加入到乙二醇中，搅拌一定时间后，加入适量醋酸钯，在50～100℃下反应1～5h；
8、(2)将步骤(1)的反应液冷却至室温后，加入适量乙酸乙酯，用饱和nacl溶液多次洗涤，干燥并旋干有机相，得到2,6-双(3-甲氧基苯基)吡啶；
9、(3)将盐酸吡啶(简称：c)在氩气氛围中加热熔融，加入适量的2,6-双(3-甲氧基苯基)吡啶(简称：d)，在100～300℃温度下反应15～20h；
10、(4)将步骤(3)的反应液趁热倒入冰水中，充分搅拌后过滤，滤饼用乙腈打浆，得到3,3'-(吡啶-2,6-二基)二酚；
11、(5)将一定量碳酸钾、碘化钾加入到乙腈中，搅拌10～50min后，加入适量的化合物3,3'-(吡啶-2,6-二基)二酚(简称：e)，室温搅拌10～60分钟，加入适量的氯代二烷基乙酰胺(简称：f)，50～100℃反应10～20h；
12、(6)将步骤(5)的反应液过滤，滤液旋干，加入适量乙酸乙酯，用饱和nacl溶液多次洗涤，有机相旋蒸除去水分，过层析柱分离得到二芳基吡啶双酰胺化合物。
13、进一步，如上所述的二芳基吡啶双酰胺的制备方法，其中，主要反应物(或中间产物)的物质的量比为a:b:c:d:e:f＝1:(1～1.5):(1～1.5):(2～2.5):(1～1.5):(2～2.5)。
14、本发明进一步包括将上述化合物(二芳基吡啶双酰胺)用于在核燃料后处理流程中选择性分离四价钚。
15、具体的选择性分离四价钚方法包括：通过有机相将核燃料后处理料液中的四价钚萃入有机相；所述有机相由二芳基吡啶双酰胺配体溶于稀释剂制成。
16、用浓度为0.05～0.1mol/l二甲基羟胺-甲基肼的硝酸溶液对负载四价钚的有机相进行还原反萃。
17、本发明的有益效果如下：通过实验数据显示，在1.0～4.0mol/l hno3体系中，本发明提供的二芳基吡啶双酰胺配体对四价钚的单级萃取率均在90％以上，sfpu(iv)/u(vi)>100，sfpu(iv)/np(vi)>100，sfpu(iv)/np(v)>200，sfpu(iv)/am(iii)>1000，sfpu(iv)/sr(ii)>1000，sfpu(iv)/cs(i)>1000。采用二甲基羟胺-甲基肼的硝酸溶液，对钚单级还原反萃率>95％。由以上数据可以看出，二芳基吡啶双酰胺配体对四价钚具有较高的选择性，在高放废液分离、钚的分离纯化等领域都具有较好的应用前景。
1.一种化合物，为二芳基吡啶双酰胺，其结构式如下：
2.一种权利要求1所述化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将2,6-二溴吡啶记为a、二羟基(3-甲氧基苯基溴烷)记为b、盐酸吡啶记为c、2,6-双(3-甲氧基苯基)吡啶记为d、3,3'-(吡啶-2,6-二基)二酚记为e、氯代二烷基乙酰胺记为f，则各反应物或中间产物的物质的量比为a:b:c:d:e:f＝1:(1～1.5):(1～1.5):(2～2.5):(1～1.5):(2～2.5)。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，磷酸钾与2,6-二溴吡啶的质量比为(2.5～3)：1；醋酸钯与2,6-二溴吡啶的质量比为(0.005～0.01)：1。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，乙酸乙酯的加入量为步骤(1)中乙二醇体积的1.2～1.8倍。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，碳酸钾、碘化钾、3,3'-(吡啶-2,6-二基)二酚的质量比为1：(0.2～0.3)：(0.6～0.8)。
7.一种权利要求1所述化合物的应用，其特征在于，将其用于在核燃料后处理流程中选择性分离四价钚。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，选择性分离四价钚的方法包括：通过有机相萃取剂将核燃料后处理料液中的四价钚萃入有机相；所述有机相萃取剂由二芳基吡啶双酰胺配体溶于稀释剂制成。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述稀释剂为饱和烷烃类稀释剂。
10.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于，有机相萃取剂中二芳基吡啶双酰胺配体的浓度为0.01～0.1mol/l。
11.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于，用浓度为0.05～0.1mol/l二甲基羟胺-甲基肼的硝酸溶液对负载四价钚的有机相进行还原反萃。
