中国科学院高能物理研究所石伟群课题组结合电化学技术与原位紫外-可见吸收光谱技术，深入研究了二价钐离子（Sm(II)）在低温AlCl₃-NaCl熔盐中的电化学及配位化学性质，发现熔盐体系的路易斯酸性会影响Sm(II)的配离子种类，导致其配位模式发生改变，进而对其电化学行为造成显著影响。

LiCl-KCl熔盐具有电化学窗口宽，稳定性高，价格低廉等优点，在基于熔盐电解的核废料干法后处理方面具有重要应用前景，但该熔盐体系的操作温度较高，对设备的要求也相对较高，在一定程度上限制了其应用与发展。AlCl₃-NaCl熔盐具有较低的共晶点（153℃），可以大幅度的降低操作温度；该熔盐体系还具有显著的Lewis酸碱性质，化学性质独特，在未来乏燃料干法后处理技术中可能具有独特的应用潜力。

石伟群课题组此前在该熔盐体系中成功开发了一种“原位阳极沉淀”技术（Nat. Commun. 2021, 12, 5777），实现了U-Al、Ln-Al等合金金属间的相互分离。为进一步探索AlCl₃-NaCl熔盐体系在乏燃料干法后处理中应用的可能性，石伟群课题组选取钐作为镧系元素的代表进行研究。采用电化学与原位紫外-可见吸收光谱技术相结合，重点研究了AlCl₃-NaCl熔盐的Lewis酸性对Sm(II)电化学性质和化学种态的影响。研究发现，不同Lewis酸性的AlCl₃-NaCl熔盐中阴离子的种类和含量不同，会导致与Sm(II)配位的阴离子发生变化。在Lewis酸性盐中，Sm(II)主要与Al₂Cl₇-发生配位；在Lewis中性熔盐中，AlCl₄-含量最高，为Sm(II)的主要配体；而在Lewis碱性熔盐中， Cl-直接与Sm(II)进行配位。实验发现这种配体离子的改变引起了原位紫外-可见吸收光谱的相应变化，且随着第二配位层中铝离子的减少，第一配位层Sm-Cl键强度则会增强，不利于Sm(II)在熔盐中的扩散，导致其扩散系数随着Lewis碱性增强而降低；而在强Lewis碱性的AlCl₃-NaCl熔盐中则观察到了Sm(III)与AlCl₄-的独特共还原现象。

本工作系统研究了AlCl₃-NaCl熔盐体系Lewis酸性对Sm(II)的化学种态与电化学性质的影响，加深了变价镧系元素的熔盐化学认识，为进一步在低温AlCl₃-NaCl熔盐中分离二价镧系元素以及低价态锕系元素提供了基础数据，为先进乏燃料干法后处理熔盐体系的选择和设计提供理论依据。