二氧化铀 | 1344-57-6

• 物质功能分类: 无机化工 - 氧化物和过氧化物 - 金属氧化物
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 锕系有机物
• 中文名称: 二氧化铀
• 中文别名: 二氧化铀(釉的色剂)
• 英文名称: uranium dioxide
• 英文别名: Uranium oxide (UO2)；dioxouranium
• CAS: 1344-57-6
• 化学式: O₂U
• 分子量: 270.028
• InChiKey: FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  2500°C
• 密度：
  10,96 g/cm3
• 溶解度：
  不溶于H2O、稀酸溶液；溶于浓酸溶液
• 物理描述：
  Brown to black powder; [Merck Index]
• 稳定性/保质期：
  棕色粉末为萤石型结晶，晶格常数a=5.468 Å（1 Å=0.1 nm）。其密度为10.97 g/cm³，熔点为2865℃。即使在常温下，定比组成的二氧化铀也容易被氧化，导致O/U比增加。作为U-O体系的最低级氧化物，二氧化铀可以通过进一步氧化，在不同的氧分压和反应温度条件下制得U4O9、U3O7、U3O8等高级氧化物。此外，二氧化铀易溶于硝酸和高氯酸。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.24
• 重原子数：
  3
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  34.1
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  2

ADMET

代谢

铀通过口服、吸入和皮肤途径被少量吸收。体内的铀通常以铀酰离子（UO2）2+ 的形式存在，与阴离子如柠檬酸盐和碳酸氢盐或血浆蛋白结合。铀优先分布到骨骼、肝脏和肾脏。进入体内的铀大部分不被吸收，并通过尿液和粪便从体内排出。

Uranium is absorbed in low amounts via oral, inhalation, and dermal routes. Uranium in body fluids generally exists as the uranyl ion (UO2)2+ complexed with anions, such as citrate and bicarbonate, or plasma proteins. Uranium preferentially distributes to bone, liver, and kidney. The large majority of uranium that enters the body is not absorbed and is eliminated from the body via the urine and faeces. (L248)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

铀与血液中的碳酸氢盐或血浆蛋白结合，但一旦进入肾脏，它就会被释放并与肾小管壁上的磷酸盐配体和蛋白质形成复合物，造成损害。铀还可能抑制肾近端小管中的依赖钠传输和不依赖钠传输的ATP利用以及线粒体的氧化磷酸化。铀通过损害肺泡上皮II型细胞引起呼吸系统疾病。铀诱导c-Jun N端激酶（JNK）和p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）的激活，进而诱导肿瘤坏死因子α（TNF-α）的分泌，在肺部产生炎症反应。研究表明，铀盐的水溶性越大，毒性越强。铀产生的电离辐射损伤DNA，导致基因突变和染色体畸变。这可以启动和促进致癌作用，并干扰繁殖和发育。（L249, A160）

Uranium is combined with either bicarbonate or a plasma protein in the blood but once in the kidney, it is released and forms complexes with phosphate ligands and proteins in the tubular wall, causing damage. Uranium may also inhibit both sodium transport-dependent and independent ATP utilization and mitochondrial oxidative phosphorylation in the renal proximal tubule. Uranium causes respiratory diseases by damaging alveolar epithelium type II cells in the lungs. Uranium induces c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK) activation, which in turn induces tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) secretion and generates and inflammatory response in the lungs. Studies have shown that the more soluble the uranium salt, the more toxic it is. Ionizing radiation produced by uranium damages the DNA, resulting in gene mutations and chromosomal aberrations. This can both both initiate and promote carcinogenesis, and interfere with reproduction and development. (L249, A160)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

铀：第1组，对人类有致癌性（L135）

Uranium: Group 1, carcinogenic to humans (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

铀主要损害肾脏，但也可能损害肺部、中枢神经系统和免疫系统。铀的放射性被认为会损害DNA，导致致癌效果以及生殖和发育损害。

Uranium primarily damages the kidney, but may also damage the lungs, central nervous system, and immune system. Uranium's radioactivity is believed to damage the DNA, resulting in carcinogenic effects and reproductive and developmental damage. (L248, L249)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

暴露主要通过吸入发生。

Exposure mainly occurs via inhalation.

来源:ILO-WHO International Chemical Safety Cards (ICSCs)

毒理性

• 暴露途径

口服（L249）；吸入（L249）；皮肤给药（L249）

Oral (L249) ; inhalation (L249) ; dermal (L249)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

安全信息

• 危险等级：
  7
• 海关编码：
  28441000
• 危险品运输编号：
  UN 2912
• RTECS号：
  YR4705000
• 包装等级：
  III
• 危险类别：
  7
• 危险类别码：
  R51/53,R33,R26/28

SDS

第一部分：化学品名称

化学品中文名称：	二氧化铀
化学品英文名称：	Uranium dioxide
中文俗名或商品名：
Synonyms：
CAS No.：	1344-57-6
分子式：	UO 2
分子量：	270.03

第二部分：成分/组成信息

纯化学品 混合物

化学品名称：二氧化铀

有害物成分 含量 CAS No.

第三部分：危险性概述

危险性类别：
侵入途径：	吸入 食入
健康危害：	铀及其化合物有放射性危害作用。大量吸入二氧化铀，出现恶心、呕吐、巩膜轻度黄染和蛋白尿。
环境危害：
燃爆危险：

第四部分：急救措施

皮肤接触：	脱去污染的衣着，用大量流动清水彻底冲洗。就医。
眼睛接触：	立即翻开上下眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：	迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸。就医。
食入：	误服者漱口，饮足量温水，催吐，送放射病专科医院或门诊就医。

第五部分：消防措施

危险特性：	放射性物品。在炽热空气中能自燃并猛烈燃烧。
有害燃烧产物：
灭火方法及灭火剂：	二氧化碳、砂土。
消防员的个体防护：
禁止使用的灭火剂：
闪点(℃)：	无资料
自燃温度(℃)：	无资料
爆炸下限[%(V/V)]：	无资料
爆炸上限[%(V/V)]：	无资料
最小点火能(mJ)：
爆燃点：
爆速：
最大燃爆压力(MPa)：
建规火险分级：

第六部分：泄漏应急处理

应急处理：

隔离泄漏污染区，周围设警告标志，切断火源。应急处理人员戴好防毒面具，穿厂商特别推荐的化学防护服(完全隔离)。不要直接接触泄漏物，转移未破损的包装，按放射物品作特殊处理。如果大量泄漏，与有关技术部门联系，确定清除方法。

第七部分：操作处置与储存

操作注意事项：
储存注意事项：

第八部分：接触控制/个体防护

最高容许浓度：	中 国 MAC：未制订标准前苏联MAC：0．075mg／m3 美国TLV—TWA：ACGI
监测方法：
工程控制：	密闭操作，注意通风。
呼吸系统防护：	作业工人应该佩戴防尘口罩。
眼睛防护：	戴防辐射面罩。
身体防护：	穿抗辐射防护服。
手防护：	戴抗辐射手套。
其他防护：	保持良好的卫生习惯。

第九部分：理化特性

外观与性状：	黑色粉末状晶体。
pH：
熔点(℃)：	3000±200
沸点(℃)：
相对密度(水=1)：	10．9
相对蒸气密度(空气=1)：
饱和蒸气压(kPa)：
燃烧热(kJ/mol)：
临界温度(℃)：
临界压力(MPa)：
辛醇/水分配系数的对数值：
闪点(℃)：	无资料
引燃温度(℃)：	无资料
爆炸上限%(V/V)：	无资料
爆炸下限%(V/V)：	无资料
分子式：	UO 2
分子量：	270.03
蒸发速率：
粘性：
溶解性：	不溶于水，溶于浓酸、浓硫酸。
主要用途：	用于陶瓷、玻璃等工业，也用来制造卤化物，尤其是氟化铀。

第十部分：稳定性和反应活性

稳定性：	在常温常压下 稳定
禁配物：	强氧化剂、强酸。
避免接触的条件：
聚合危害：	不能出现
分解产物：

第十一部分：毒理学资料

急性毒性：
急性中毒：
慢性中毒：
亚急性和慢性毒性：
刺激性：
致敏性：
致突变性：
致畸性：
致癌性：

第十二部分：生态学资料

生态毒理毒性：
生物降解性：
非生物降解性：
生物富集或生物积累性：

第十三部分：废弃处置

废弃物性质：
废弃处置方法：
废弃注意事项：

第十四部分：运输信息

危险货物编号：
UN编号：
包装标志：
包装类别：
包装方法：
运输注意事项：	储存于专用仓库内，不可与其它化学危险物品及生活用品混储、混运，严禁在安全距离内堆放易燃物品，防止在发生火灾时引燃放射性物品，运输要专车专运，包装必须密封，并应有放射性专用标志。搬运人员应穿戴防护用具。
RETCS号：
IMDG规则页码：

第十五部分：法规信息

国内化学品安全管理法规：
国际化学品安全管理法规：

第十六部分：其他信息

参考文献：	1.周国泰，化学危险品安全技术全书，化学工业出版社，1997 2.国家环保局有毒化学品管理办公室、北京化工研究院合编，化学品毒性法规环境数据手册，中国环境科学出版社.1992 3.Canadian Centre for Occupational Health and Safety,CHEMINFO Database.1998 4.Canadian Centre for Occupational Health and Safety, RTECS Database, 1989
填表时间：	年月日
填表部门：
数据审核单位：
修改说明：
其他信息：	3
MSDS修改日期：	年月日

制备方法与用途

一种铀的氧化物——二氧化铀，其分子式为UO₂。二氧化铀晶体由U⁴⁺和O²⁻离子组成，具有萤石型立方晶系结构。其中，O²⁻离子排列成简单立方亚点阵，而U⁴⁺离子则形成面心立方亚点阵。由于在从常温到熔点的整个温度范围内，二氧化铀都保持这种结构，因此它具备高熔点、良好的高温稳定性和抗辐照能力，且具有优良的抗腐蚀性能，并与锆或不锈钢包壳具有良好相容性。然而，它的主要缺点是导热性能较差。目前，它是最重要的核动力反应堆核燃料之一。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  二氧化铀 反应 3.0h， 生成 uranium oxide
  参考文献：
  名称：

  碳酸氢盐溶液中 U3O8 表面 H2O2 分解的动力学和机理

  摘要：

  如果深层地质处置库中的核废料罐发生故障，地下水与乏燃料的相互作用将导致铀 (U) 溶解到环境中。U 溶解速率受地下水中碳酸氢盐 (HCO 3 - ) 浓度以及水辐解产生的H 2 O 2的影响。为了了解H 2 O 2在碳酸氢盐溶液（0.1-50 mM）中对 U 3 O 8的溶解，在向 U 3 O 8 /碳酸氢盐混合物中加入 H 2 O 2（300 μM）后测量溶解的 U 浓度。作为 H 2 O2分解机理是U 3 O 8 溶解不可或缺的一部分，研究了H 2 O 2在U 3 O 8表面的动力学和机理U 3 O 8的溶解随着碳酸氢盐浓度的增加而增加，这归因于 H 2 O 2分解机制从低碳酸氢盐 (≤5 mM HCO 3 - ) 的催化转变为高碳酸氢盐 (≥10 mM HCO 3 - )的氧化）。H 2 O 2的催化分解低碳酸氢盐是由于形成了氧化的表面层。H 2 O 2在U 3 O 8表面的催化和氧化分解的二级速率常数分别为4

  DOI：

  10.1039/d1ra05580a
• 作为产物：
  描述：

  uranyl 在 sodium carbonate 、 sodium hydroxide 作用下， 以 甲醇 、 水 为溶剂， 反应 3.0h， 生成 二氧化铀
  参考文献：
  名称：

  用于光还原铀 (VI) 的 CuS/TiO2 纳米管阵列异质结

  摘要：

  通过光还原方法分离铀 U(VI) 引起了广泛关注。硫化物基材料在降低 U(VI) 方面表现出优异的性能，并且没有 CuS 基材料的记录。在此，我们通过连续离子层吸附和反应 (SILAR) 方法合成了具有不同 CuS 含量的 CuS/TNTA 异质结构纳米复合材料 (CUTN)。SILAR沉积10次后，CUTN-10表现出最佳的光催化性能，180分钟内可去除92.6%的U(VI)。CuS可以提供​​足够的光电子，TNTAs可以将这些光电子传输到其表面吸附的U(VI)，证明还原的铀沉积物为(UO 2 ) O 2 ·2H 2O.更重要的是，TNTAs的组合可以有效抑制CuS的光腐蚀，Cu 2+的浸出率相对较低。我们还不知不觉地发现，CUTN-10 可以光还原 U(VI)，而无需任何由 S 2−氧化引起的牺牲剂。该工作拓展了硫化物基材料的应用，为支撑硫化物基材料在U(VI)光还原领域的膨胀提供了基础数据。

  DOI：

  10.1016/j.jssc.2021.122499

文献信息

• Structural Snapshots of Cluster Growth from {U ₆ } to {U ₃₈ } During the Hydrolysis of UCl ₄
  作者：Lucile Chatelain、Radmila Faizova、Farzaneh Fadaei‐Tirani、Jacques Pécaut、Marinella Mazzanti

  DOI：10.1002/anie.201812509

  日期：2019.3.4

  report the assembly of large uranium(IV) clusters with novel nuclearities and/or shapes from the controlled hydrolysis of UCl4 in organic solution and in the presence of the benzoate ligands. U6}, U13}, U16}, U24}, U38} oxo and oxo/hydroxo clusters were isolated and crystallographically characterized. These structural snapshots indicate that larger clusters are slowly built from the condensation

  本文中，我们报告了在有机溶液中，在苯甲酸酯配体的存在下，UCL 4的受控水解，具有新核和/或形状的大铀（IV）团簇的组装。分离出U 6 }，U 13 }，U 16 }，U 24 }，U 38 }氧代和氧代/羟基的簇，并对其晶体学进行表征。这些结构快照表明，通过八面体U 6 }构建块的凝结，逐渐建立了较大的簇。铀/苯甲酸酯配体比率，反应温度和碱的存在在确定最终组装结构中起着重要作用。而且，隔离不同大小的簇U在选定的一组条件下，来自同一溶液的6 }（几个小时），U 16 }（3天），U 24 }（21天）表明，在水解条件下铀羰基簇的组装是时间依赖性的。
• Separation of metallic residues from the dissolution of a high-burnup BWR fuel using nitrogen trifluoride
  作者：Bruce K. McNamara、Edgar C. Buck、Chuck Z. Soderquist、Frances N. Smith、Edward J. Mausolf、Randall D. Scheele

  DOI：10.1016/j.jfluchem.2014.02.010

  日期：2014.6

  rhodium, palladium, technetium, and molybdenum), smaller amounts of zirconium, selenium, tellurium, and silver, along with trace quantities of plutonium, uranium, cesium, cobalt, europium, and americium, likely as their oxides. Exposing the noble metal phase to 10% NF3 in argon, between 400 and 550 °C, removed molybdenum and technetium near 400 °C as their volatile fluorides, and ruthenium near 500 °C

  三氟化氮（NF 3）来从高燃耗的溶解氟化金属残余物，沸水反应堆燃料（约70兆瓦/ KGU）。将洗涤后的残留物包括贵金属相（含有钌，铑，钯，锝，和钼），少量的锆，硒，碲，和银的，钚，铀，铯，钴，铕的微量一起和镅，可能是因为它们的氧化物。露出贵金属相至10％NF 3在氩气中，400和550℃，除去钼和近400℃作为其挥发性氟化物锝和近500℃钌作为其挥发性氟化物之间。该事件是热和时间不同的，条件指定提供一种配方这些过渡金属彼此并从非挥发性残留物中分离出来。挥发性氟化物的缺失导致大量放热。热漂移行为被记录在非绝热，等温模式操作的热重仪器; 条件，通常最小化热释放。贵金属相和它的热行为的物理特征是与由所述纳米颗粒相或混合的铂族金属的催化或许影响与接近纯的相结构鼓励高动能速度反应是一致的。后氟化，只有两种产品均存在于残余的非挥发性成分。这些被鉴定为纳米晶体，金属钯立方相和六方铑氟化（RHF3）相。将
• Chemical Vapor Deposition of Phase‐Pure Uranium Dioxide Thin Films from Uranium(IV) Amidate Precursors
  作者：Mark D. Straub、Jennifer Leduc、Michael Frank、Aida Raauf、Trevor D. Lohrey、Stefan G. Minasian、Sanjay Mathur、John Arnold

  DOI：10.1002/anie.201901924

  日期：2019.4.16

  Homoleptic uranium(IV) amidate complexes have been synthesized and applied as single‐source molecular precursors for the chemical vapor deposition of UO2 thin films. These precursors decompose by alkene elimination to give highly crystalline phase‐pure UO2 films with an unusual branched heterostructure.

  合成了准铀铀（IV）配合物，并将其作为单源分子前驱物用于UO 2薄膜的化学气相沉积。这些前体通过消除烯烃而分解，得到具有非常规支化异质结构的高结晶相纯UO 2膜。
• Synthesis of size-controlled UO₂ microspheres from the hydrothermal conversion of U(<scp>iv</scp>) aspartate
  作者：V. Trillaud、J. Maynadié、J. Manaud、J. Hidalgo、D. Meyer、R. Podor、N. Dacheux、N. Clavier

  DOI：10.1039/c8ce01352g

  日期：——

  A wet chemistry route towards UO₂ spherical particles was designed through the hydrothermal conversion of uranium(iv) aspartate. A multi-parametric study led us to point out the conditions leading to monodisperse and size-controlled particles in the 400–2500 nm range. This simple protocol paves the way to applications in various scientific areas.

  通过将铀（IV）天冬氨酸水热转化，设计了一种制备UO₂球形颗粒的湿化学路线。通过多参数研究，我们指出了在400-2500纳米范围内获得单分散和尺寸可控颗粒的条件。这种简单的协议为在各种科学领域中的应用铺平了道路。
• Synthesis, molecular modeling, and docking studies of a new pyridazinone-acid hydrazone ligand, and its nano metal complexes. Spectroscopy, thermal analysis, electrical properties, DNA cleavage, antitumor, and antimicrobial activities
  作者：Maha S.A. Abdelrahman、Fouz M. Omar、Akila A. Saleh、Mosad A. El-ghamry

  DOI：10.1016/j.molstruc.2021.131947

  日期：2022.3

  line (HepG-2) viability. The ligand, H2L, and its nano Cu(II) complex 7 displayed strong antitumor activity with IC50 = 3.80 and 3.81 μg/mL, respectively. The DNA cleavage study revealed that no ability for the screened compounds to cleavage DNA, and they may be able to induce cellular death in cancer cells through the apoptosis pathway. The docking results suggesting strong interactions of both the

  新型纳米 Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Zn(II)、Fe(III) 配合物，以及哒嗪酮酸腙配体 DCNHP (H 2 L)，以及使用 8-HQ/或 1,10-phen 作为辅助配体 (L \ )的新混合配体复合物，已通过不同技术合成和表征。配体，H 2L，以单-和双-去质子化形式充当金属离子的三齿。这些配合物表现出多种几何结构，包括八面体、四方锥体和四面体构型。TGA 的结果证实了金属配合物的热稳定性。X 射线衍射图和 TEM 图像证实所研究化合物的颗粒已位于纳米范围内，呈球形和棒状。分子模型研究表明理论数据与实验结果吻合良好。抗微生物活性研究表明络合后游离配体的活性增强。抗肿瘤筛选结果表明，所有检测的化合物均显示出对肝细胞癌细胞系 (HepG-2) 活力的抑制作用。配体，H 2L及其纳米Cu(II)配合物7显示出很强的抗肿瘤活性，IC 50 分别 为3.80和3.81 μg/mL。DNA