无盐有机还原剂结构与其氧化产物的定量关系

张宁远，欧阳应根，肖松涛，王 妍，李辉波，王玲玉

中国原子能科学研究院 放射化学研究所，北京 102413

无盐有机还原剂结构与其氧化产物的定量关系

张宁远，欧阳应根，肖松涛，王 妍，李辉波，王玲玉

中国原子能科学研究院 放射化学研究所，北京 102413

对羟胺、N，N-二甲基羟胺、甲醛肟、氨基羟基脲和对二氨基脲五种还原剂及其氧化产物进行了分析，并通过分子结构描述符研究了还原剂结构与其相应氧化产物之间的构效关系。结果表明：还原剂氧化产物包含N2、CH3OH、CH4、CH2O和CHOOH等，还原剂分子结构描述符与其相应氧化产物构效关系方程拟合良好，对新还原剂开发具有较强的指导意义；氨基羟基脲的氧化产物简单，在PUREX流程中具有良好的应用前景。

还原剂；氧化还原；氧化产物；构效关系

核能的开发利用是人类解决能源供应的主要途径之一。实现核燃料闭式循环，对有效利用铀、钍等资源，实现核能可持续发展具有重要意义[1]。PUREX流程是当今世界各国核燃料后处理采用的主要流程，它不仅用于动力堆的燃料的后处理，而且可用于燃耗更深的快中子增殖堆的燃料后处理，成为目前最有效、最成功的核燃料后处理流程[2-3]。

随着核燃料后处理工艺的发展，人们对无盐有机还原剂在PUREX流程中的应用进行了深入而广泛的研究。无盐有机试剂无论从其经济性、安全性还是保护环境等方面，具有氨基磺酸亚铁和U(Ⅳ)-肼不可比拟的优势[4-10]：(1) Pu(Ⅳ)还原反应速率更快，反应更彻底；(2) 不给最终放射性废液引入盐分；(3) 对设备的腐蚀性很小；(4) 使绝大部分Np随Pu走，避免了Np在流程中走向分散；(5) 其与Pu(Ⅳ)的反应不受Tc等裂片元素的影响，选择性更高；(6) 还原剂及合成原料生物毒性较小，易于操作；(7) 降低核燃料后处理厂运行成本。

已经进行研究的无盐有机还原剂有肼、羟胺、脲、胍及其衍生物等，其中肼、羟胺已经在国外工业化后处理厂中得到了实际应用，中国原子能科学研究院为了改进核燃料后处理工艺流程，对二甲基羟胺、羟乙基羟胺、短链羟肟酸、羟基脲等无盐试剂在PUREX流程中的应用进行了较深入研究。其中N，N-二甲基羟胺-单甲基肼研究取得了良好的成果，并以此为基础开发了新型先进二循环流程[3](APOR流程)。

无盐有机还原剂氧化产物是无盐有机还原剂应用可行性综合评价的重要内容之一，对PUREX流程中的铀钚分离和钚净化浓缩后续工艺具有重大影响。美国等国家对羟胺和肼的氧化产物进行了深入研究，出版了硝酸羟胺的技术报告[11]，对羟胺的相关化学反应以及安全使用条件进行了评述，尤其是对Fe3+对羟胺催化分解进行了详细的阐述，并对多次含有羟胺的事件进行了分析。Bengtsson等[12]对Fe3+和羟胺反应动力学进行了研究，发现当Fe3+和羟胺反应摩尔比为2时，反应产物主要为N2O，当Fe3+和羟胺反应摩尔比为1时，反应产物主要为N2，并取得了Fe3+和羟胺反应动力学方程。文献[13]对Fe3+和羟胺反应时N2O的生成速率及其影响因素进行了研究并探讨了反应机理。文献[14]通过量化计算方法对羟胺和HNO2反应进行了研究，结果表明，在羟胺浓度较低时，未质子化的羟胺形成的自由基主导反应进程；在羟胺浓度较高时，质子化后的羟胺与NO+形成的过渡态主导反应进程。对羟胺衍生物的氧化产物方面研究的报导较少，上海大学王锦花等[15-17]对二甲基羟胺、二乙基羟胺等还原剂的辐解产物中的气态烃类进行了定性和定量研究，中国原子能科学研究院陈辉等[18]也对二甲基羟胺辐解产物的气相组分和液相组分进行了研究，结果表明辐解条件下液相组分中甲醛占据较大比重。

本工作对羟胺、N，N-二甲基羟胺、甲醛肟[19]、氨基羟基脲[20]和对二氨基脲五种无盐有机还原剂结构与其氧化产物的构效关系进行初步探索性研究，其目的为探索无盐有机还原剂物理化学参数与氧化产物生成量之间的关系，为无盐试剂设计提供数据，以推动核燃料后处理先进二循环工艺流程的改进。

同时本工作采用Ce4+作为氧化物代替Pu4+，有几方面的考虑：(1) 其氧化还原电位都比较高，都是单电子转移，反应具有一定的相似性；(2) Ce4+的氧化还原电位高于Pu4+，可以缩短其与还原剂反应平衡时间；(3) 由于反应体系中无盐有机还原剂过量氧化剂多倍，与实际工作接近，故氧化还原反应产物具有较好的代表性。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

PerkinElmer Clarus 500气相色谱仪、PerkinElmer λ20紫外可见分光光度计，珀金埃尔默公司；CIC-100型离子色谱仪，青岛盛瀚色谱技术公司。

羟胺、Ce(NO3)3、HNO3，分析纯，北京化学试剂公司；甲醛肟，分析纯，东京成化化工株式会社；N，N-二甲基羟胺、氨基羟基脲、对二氨基脲，纯度均大于99%，自制。其余化学试剂皆为北京化学试剂公司的分析纯产品。

1.2 实验方法

Ce4+溶液制备：取含0.20 mol/L HNO3的0.50 mol/L Ce(NO3)3溶液，用电解池进行氧化。

取1 mL含0.20 mol/L HNO3的2.0 mol/L羟胺(羟胺衍生物)于5.0 mL青霉素瓶中，密封，注射器注入1.0 mL Ce4+溶液，取气体测N2、甲烷、乙烷的生成量，取液体测定甲醇、甲醛、甲酸的生成量。

1.3 分析方法

1.3.1N2的分析条件 用PerkinElmer Clarus 500气相色谱仪分析N2，色谱柱为5A分子筛，气化室温度50 ℃，检测器温度(TCD)110 ℃，柱温35 ℃，载气流速(H2)15 mL/min，进样量10 μL。

1.3.2甲醇的分析条件 用PerkinElmer Clarus 500气相色谱仪分析甲醇；色谱柱为FFAP毛细管柱；气化室温度180 ℃；检测器温度(FID)200 ℃；柱温：程序升温，45 ℃保持2 min，然后以20 ℃/min升温至140 ℃，保持1 min；载气流速(N2)1.5 mL/min；进样量50 μL。

1.3.3甲烷、乙烷的分析条件 用PerkinElmer Clarus 500气相色谱仪分析甲烷、乙烷，色谱柱为GDX-401填充柱，气化室温度90 ℃，检测器温度(FID)150 ℃，柱温70 ℃，载气流速(N2)25 mL/min，进样量10 μL。

1.3.4甲醛的测定 采用乙酰丙酮分光光度法(GB 13197—91)测定甲醛。乙酰丙酮显色剂：将50 g乙酸铵、6 mL冰乙酸及0.5 mL乙酰丙酮试剂溶于100 mL水中。测定方法：取适量样品溶液(含甲醛80 μg以内)于10 mL容量瓶中，加入1.0 mL乙酰丙酮显色剂，以水稀释至刻度，摇匀，60 ℃水浴加热15 min，冷却后在414.6 nm处测量吸光值。

1.3.5甲酸的分析条件 采用CIC-100型离子色谱仪测量甲酸。电导检测器：HW2000色谱工作站，LKX-A1型自再生阴离子抑制器；色谱柱为NJ-SA-4A-112#型阴离子柱(φ4.6 mm×250 mm)，柱压7.5～8.5 MPa，淋洗液6 mmol/L Na2B4O7，流速2.0 mL/min。

1.4 计算方法

通过ChemOffice软件构建化合物初始结构，并通过Chem3DUltra自带的分子力学MM2模块对化合物的初始结构进行几何预优化，得到化合物的最低能量构象。进一步应用Gaussian03程序包的密度泛函(DFT)中B3LYP方法，在6-311+(3d,3p)基组水平上对羟胺、N，N-二甲基羟胺、甲醛肟、氨基羟基脲和对二氨基脲5种无盐有机还原剂进行了几何优化和能量计算，该算法可在满足计算精度的前提下使用较少的计算时间，并计算了振动频率，所有分子结构的振动频率计算值均无虚频，说明构型是能量最小点而非鞍点。5种还原剂的分子形态和含H+的质子化形态的几何构型和能量均在气相近似下进行，本工作没有考虑溶剂效应，一是由于硝酸水溶液体系中分子、离子形态比较复杂，目前还不能用简单的连续介质模型来模拟；二是由于本工作仅是一个规律探索研究，而气相体系也具有较好的代表性。利用HyperChem软件包计算优化后的分子及质子化离子的疏水性参数、分子折射率、分子体积、分子表面积、分子摩尔质量、分子极化率以及水合能等结构描述符。从上述两个软件的计算结果中提取分子总能量Etotal、最高占据轨道能量EHOMO、最低空轨道能量ELUMO、轨道跃迁能ΔE、分子偶极距μ、疏水性参数lgP、分子折射率R、分子体积V、分子表面积S、分子摩尔质量M、分子极化率P以及水合能E等结构描述符参数。运用数学统计软件SPSS对相关数据进行相关性分析及回归分析，最终得到具有良好相关性的“结构-效果”关系方程。计算收敛精度均为默认值。

2 结果与讨论

2.1 分子结构

由于后处理相关过程都是硝酸体系，其质子化影响不可忽略，但为了深入了解还原剂分子质子化前后对构效关系的影响，故予以比较。采用Gaussian03对化合物结构进行了优化，优化结构示于图1。结构优化结果表明：H+与还原剂中的氧结合后，总能量更低，质子化后的结构更稳定。

红色为氧，蓝色为氮，白色为氢(a)——N2OH，(b)——N3OH+，(c)——(CH3)2NOH，(d)——(CH3)2NO，(e)——CH2NOH，(f)——CH2NO，(g)——N2H3CONHOH，(h)——N2H3COHNHOH+，(i)——N2H3CON2H3，(j)——N2H3CON2图1 还原剂结构优化Fig.1 Optimized structure of reductants

2.2 结构描述符

通过Gaussian03程序和HyperChem软件取得羟胺、N，N-二甲基羟胺、甲醛肟、氨基羟基脲和对二氨基脲5种无盐有机还原剂分子和加质子分子的物化参数，结果列于表1。

表1数据表明：还原剂分子和质子化后的分子在分子物化性质方面具有较大差别，而核燃料后处理PUREX流程的工作体系是硝酸水溶液，铀、镎、钚等核素的萃取、还原和分离等都是在硝酸体系中进行，故对这几种还原剂构效关系分析应以其质子化后的结构为主。

表1 5种无盐有机还原剂分子和加质子分子的物化参数Table 1 Parameters of 5 kinds of reductants

2.3 Ce4+与羟胺及其衍生物反应终点的确定

在室温条件下，取1.0 mL 2.0 mol/L的还原剂于5 mL青霉素瓶中，密封，取1.0 mL 0.50 mol/L的Ce4+溶液加入，测不同时间的氮气生成量以确定反应进行的程度，结果列于表2，其误差在±0.3%以内。

由表2可见，随着氧化还原反应的进行，气体中N2的体积分数在逐渐增加，当反应进行10 min后，氮气含量在误差范围内基本不再变化，认为反应基本完成，其中对二氨基脲略有增加，但经分析认为也基本反应完全，故反应10 min后取样进行产物分析。

表2 不同反应时间产生N2所占百分比Table 2 Relationship between content of N2 and time

注：实验室空气中氮气体积分数为79.69%

2.4 Ce4+与羟胺及其衍生物反应气体生成量

用乳胶管连接两支10 mL的移液管下端，在其中一支移液管上端连接塑料管，塑料管另一端接乳胶管，乳胶管端头绑上进样针头，制成量气管(图2)供测试时使用，连接时应保证接口处不漏气。

图2 量气管结构示意图Fig.2 Sketch map of aerometer

测试前先将两支移液管的液面对齐，读左边移液管的刻度值。随后将进样针头插入发生反应的密封瓶中，释放出的气体将使右边移液管液面降低，将两支移液管的液面重新对齐，再次读左边移液管的刻度值。将两次读数的差值根据当时的大气压和室温校正到标准状态时的体积，即为气体生成量。

几种还原剂C、H、N、O所占的原子百分数列于表3。1.0 mL含0.20 mol/L HNO3的2.0 mol/L还原剂与1 mL 0.50 mol/L Ce4+溶液反应产生的气体量列于表4，测量误差在±0.1 mL，满足实验目的。

采用SPSS软件对五种还原剂气体产生量和已经计算出的分子结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于二甲基羟胺氧化反应基本不产生气体，故不适宜作为目标化合物进行还原剂-氧化产物气体生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=2.381+0.592X，X为分子偶极距，回归系数的显著性水平sig.=0.007<0.05，回归模型的拟合优度为0.986，调整的拟合优度为0.979，98%以上的变动可以被该模型解释，拟合优度较高；(3) 本回归方程中平方和为5.077，残差平方和为0.073，总平方和为5.150，F统计量的值为138.621，sig.=0.007<0.05，故所建立的回归方程有效。

表3 还原剂的各元素含量Table 3 Content of various elements of reductants

表4 室温反应后气体产生量Table 4 Volume of gas in the reaction at room temperature

同样采用SPSS软件对五种还原剂气体产生量和已经计算出的质子化分子的结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于二甲基羟胺氧化反应基本不产生气体，故同样不适宜作为目标化合物进行还原剂-氧化产物气体生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=4.577+2.045X′，X′为疏水性参数，回归系数的显著性水平sig.=0.014<0.05，回归模型的拟合优度为0.972，调整的拟合优度为0.958，97%以上的变动可以被该模型解释，拟合优度较高；(3) 本回归方程中平方和为5.006，残差平方和为0.144，总平方和为5.150，F统计量的值为69.490，sig.=0.014<0.05，故所建立的回归方程有效。

对还原剂分子和质子化分子的逐步回归分析结果进行分析，两个构效关系方程影响因素各不相同，但方程总体结构相似及自变量个数相同，都可通过含相应的分子描述符的构效方程对氧化产物气体生成量进行预测，并进行分子设计。

2.5 Ce4+与羟胺及其衍生物反应甲醇生成量

甲醇的分析采用气相色谱法，见1.3.2节，其色谱图示于图3，其保留时间约为3 min。绘制甲醇的色谱工作曲线示于图4。

图3 甲醇水溶液的气相色谱图Fig.3 Gas chromatogram of methanol

图4 气相色谱法分析甲醇的工作曲线Fig.4 Methanol correction curve of peak area to concentration

各还原剂产物中未见乙醇的产物峰，其甲醇含量列于表5。

采用SPSS软件对五种还原剂甲醇产生量和已经计算出的分子结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于羟胺不含有甲基，氧化反应基本不产生甲醇，故不适宜作为目标化合物进行还原剂-甲醇生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=133.165+200.248X1-470.248X2-0.438X3，X1为分子最低未占据轨道能、X2为分子轨道跃迁能、X3为分子水合能，回归系数的显著性水平sig.=0.000<0.05，回归模型的拟合优度为1.000，说明该模型可以完全解释还原剂氧化后甲醇生成量，拟合相当完美；(3) 本回归方程中平方和为184.059，残差平方和为0.000，总平方和为184.059，故所建立的回归方程有效。

表5 反应产物中甲醇含量Table 5 Concentration of methanol in reaction products

同样采用SPSS软件对五种还原剂甲醇产生量和已经计算出的质子化分子的结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于羟胺不含有甲基，氧化反应基本不产生甲醇，故不适宜作为目标化合物进行还原剂-甲醇生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=5.744-26.336X1+8.912X2-0.205X3，X1为分子轨道跃迁能、X2为分子偶极距、X3为分子水合能，回归系数的显著性水平sig.=0.000<0.05，回归模型的拟合优度为1.000，说明该模型可以完全解释还原剂氧化后甲醇生成量，拟合相当完美；(3) 本回归方程中平方和为184.059，残差平方和为0.000，总平方和为184.059，故所建立的回归方程有效。

对还原剂分子和质子化分子的逐步回归分析结果进行分析，两个构效关系方程影响因素有部分不相同，方程总体结构及自变量个数完全相同，拟合均相当完美，均可通过含相应的分子描述符的构效方程对氧化产物气体生成量进行预测，并进行分子设计。

2.6 Ce4+与羟胺及其衍生物反应甲烷、乙烷的生成量

取一定体积的甲烷、乙烷、乙烯标准混合气体在上述条件下进样分析，结果示于图5。采用保留时间对照法定性分析各个峰，可知甲烷、乙烷、乙烯的出峰时间分别为1.14、2.25、1.94 min。

图5 甲烷、乙烷、乙烯气相色谱图Fig.5 Gas chromatogram of methane, ethane and ethylene

各还原剂产物中甲烷、乙烷含量列于表6。

表6 反应产物中甲烷、乙烷的含量Table 6 Content of methane and ethane

仪器本底甲烷的峰面积为292 mV·min，由表6可见：除对二氨基脲和甲醛肟还原产物中有微量的甲烷产生，其余还原剂的产物中基本无甲烷产生；基本不生成乙烷。由于样本数量过少，故不适于建立构效关系模型，但值得注意的是二甲基羟胺的氧化产物没有甲烷产生，其氧化反应机理有待深入研究。

2.7 Ce4+与羟胺及其衍生物反应甲醛的生成量

甲醛的测定采用乙酰丙酮分光光度法(GB 13197—91)，标准曲线示于图6。

反应体系中各还原剂氧化产物中醛类的最终含量列于表7。

采用SPSS软件对五种还原剂甲醛产生量和已经计算出的分子结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于羟胺不含有甲基，氧化反应基本不产生甲醛，故不适宜作为目标化合物进行还原剂-甲醛生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=0.109+1.491X1+0.432X2-0.006X3，X1为分子最低未占据轨道能、X2为分子轨道跃迁能、X3为分子水合能，回归系数的显著性水平sig.=0.000<0.05，回归模型的拟合优度为1.000，说明该模型可以完全解释还原剂氧化后甲醛生成量，拟合相当完美；(3) 本回归方程中平方和为0.070，残差平方和为0.000，总平方和为0.070，故所建立的回归方程有效。

图6 乙酰丙酮分光光度法测定甲醛标准曲线Fig.6 Formaldehyde correction curve of absorbency to concentration

还原剂甲醛浓度羟胺⁃N，N⁃二甲基羟胺026mol/L甲醛肟027mol/L氨基羟基脲0006mmol/L对二氨基脲0006mmol/L

同样采用SPSS软件对五种还原剂气体产生量和已经计算出的质子化分子的结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于羟胺不含有甲基，氧化反应基本不产生甲醛，故不适宜作为目标化合物进行还原剂-甲醛生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=0.428-0.874X1-0.016X2-0.006X3，X1为分子轨道跃迁能、X2为分子偶极距、X3为分子水合能，回归系数的显著性水平sig.=0.000<0.05，回归模型的拟合优度为1.000，说明该模型可以完全解释还原剂氧化后甲醛生成量，拟合相当完美；(3) 本回归方程中平方和为0.070，残差平方和为0.000，总平方和为0.070，故所建立的回归方程有效。

对还原剂分子和质子化分子的逐步回归分析结果进行分析，两个构效关系方程影响因素有部分不相同，方程总体结构及自变量个数完全相同，拟合均相当完美，均可通过含相应的分子描述符的构效方程对氧化产物气体生成量进行预测，并进行分子设计。

2.8 Ce4+与羟胺及其衍生物反应甲酸的生成量

将一定浓度的甲酸、乙酸的混合标准溶液在上述条件下进样分析，结果示于图7。采用保留时间对照法定性分析各个峰，可知甲酸、乙酸的出峰时间分别为2.675、2.217 min。

图7 甲酸、乙酸离子色谱图Fig.7 Ion chromatogram of mixture of formic acid, acetic acid

配制一系列甲酸标准溶液，在上述分析条件下进样，做出峰面积对各物质浓度的工作曲线，结果示于图8。

图8 HCOOH工作曲线Fig.8 HCOOH correction curve of peak area to concentration

甲酸、乙酸分析采用离子色谱法，反应体系中各还原剂氧化产物中未见乙酸峰，其甲酸含量列于表8。

表8 反应产物中甲酸浓度Table 8 Concentration of formic acid

由表8可见：2.0 mol/L的还原剂与0.50 mol/L的Ce4+溶液等体积反应，生成的甲酸量占总反应物质量的0.54%～3.8%；不生成乙酸。

采用SPSS软件对五种还原剂甲酸产生量和已经计算出的分子结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于羟胺不含有甲基，氧化反应基本不产生甲酸，故不适宜作为目标化合物进行还原剂-甲酸生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=259.797-191.556X1-1 051.143X2-0.273X3，X1为分子最低未占据轨道能、X2为分子轨道跃迁能、X3为分子水合能，回归系数的显著性水平sig.=0.000<0.05，回归模型的拟合优度为1.000，说明该模型拟合相当完美；(3) 本回归方程中平方和为177.666，残差平方和为0.000，总平方和为177.666，故所建立的回归方程有效。

同样采用SPSS软件对五种还原剂甲酸产生量和已经计算出的质子化分子的结构描述符进行数据处理，逐步回归分析结果表明：(1) 由于羟胺不含有甲基，氧化反应基本不产生甲酸，故不适宜作为目标化合物进行还原剂-甲酸生成量构效关系研究；(2) 取得定量构效关系为Y=-84.87+221.625X1+20.283X2+0.186X3，X1为分子轨道跃迁能、X2为分子偶极距、X3为分子水合能，回归系数的显著性水平sig.=0.000<0.05，回归模型的拟合优度为1.000，说明该模型拟合相当完美；(3) 本回归方程中平方和为177.666，残差平方和为0.000，总平方和为177.666，故所建立的回归方程有效。

对还原剂分子和质子化分子的逐步回归分析结果进行分析，两个构效关系方程影响因素完全相同，方程总体结构及自变量个数完全相同，拟合均相当完美，均可通过含相应的分子描述符的构效方程对氧化产物气体生成量进行预测，并进行分子设计。

3 结 论

研究了硝酸体系中羟胺、N，N-二甲基羟胺、甲醛肟、氨基羟基脲和对二氨基脲的氧化产物(由于实验仪器条件限制，不能分析产物气体中的CO和CO2含量)以及氧化产物与分子结构描述符之间的构效关系，结果表明：

(1) 还原剂分子和质子化分子的结构描述符虽然数值有一定差距，但通过数学处理均可较好地描述其与氧化产物的构效关系；

(2) 二甲基羟胺过量情况下，其氧化反应产物基本不含气体，则应对其无盐性质进行深入研究，以确定其是否可应用于PUREX流程；

(3) 通过分析结果表明氨基羟基脲液相氧化产物简单，在PUREX流程中具有良好的应用前景，可对其进行综合性的深入研究；

通过本工作可以得到无盐有机还原剂氧化产物与其结构之间的基本关系，其对新型无盐有机还原剂的开发及设计有较强的参考意义。

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RelationshipBetweenStructureofSalt-FreeOrganicReductantandItsOxidationProducts

ZHANG Ning-yuan, OU YANG Ying-gen, XIAO Song-tao, WANG Yan, LI Hui-bo, WANG Ling-yu

China Institute of Atomic Energy, P. O. Box 275(26), Beijing 102413, China

The quantitative structure-activity relationship(QSAR) between the structure of several salt-free organic reductant that include hydroxylamine,N,N-dimethylhydroxylamine, formaldoxime, hydroxysemicarbazide and carbohydrazide, and their oxidation products have been studied by molecular structure descriptor, and the partly oxidation products have been detected. The result show that their oxidation products include N2, CH3OH, CH4, CH2O and CHOOH etc. The equation has been fitting through the molecular structure descriptors of reductants and their corresponding oxidation products and the linear relation of the equations are very good. They have a strong guidance for the development of new reductants. And hydroxysemicarbazide has good application prospects in PUREX process because its oxidation products meet the special requirements of the nuclear fuel reprocessing.

reductant; redox; oxidation product; quantitative structure-activity relationship

2016-05-06；

2016-07-22

张宁远(1984—)，男，湖南常德人，硕士研究生，核燃料循环与材料专业，E-mail: 418940859@qq.com

TL241；O641.3

A

0253-9950(2017)06-0422-09

10.7538/hhx.2017.YX.2016049