稀土催化

  • 多级孔La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(1-x)Co_xO_3的制备、表征及对CO+NO的催化活性

    王梦雪;王丽;王颖;姜秋伶;丁浩翔;

    以三嵌段共聚物PEG-PPG-PEG (P123,M=5800)为软模板合成了6个多级孔钙钛矿型氧化物La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(1-x)Co_xO_3(x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0),用XRD, SEM, BET, XPS对其进行表征,并测试了样品对CO+NO的催化活性。结果表明:在B位进行Co掺杂,催化剂的形貌及物化特性发生了显著变化。Co掺杂量在x=0.2时,样品La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的比表面积、孔容和表面B位金属含量最大,催化活性最佳,在反应温度为276, 242℃时分别对CO, NO的转化率达到90%。

    2020年04期 v.38;No.186 451-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 6073K]

磁学与磁性材料

  • 钕铁硼磁钢居里温度的测定

    高伟波;王顺杰;孙梦翔;张俊良;

    居里温度是影响钕铁硼磁钢应用的重要因素和反映磁性材料温度稳定性的基本参数。对于居里温度的测量,多数方法局限在小尺寸的样品测量,但在工程应用中,往往关注的是磁钢的整体特性,而小尺寸样品的测量不能很好反映磁钢的整体特性。通过钕铁硼磁钢的热膨胀实验发现:热膨胀系数α的最小值所对应的温度点不会因磁钢的取向改变而改变,此温度点就是钕铁硼磁钢的居里温度。由于不受几何尺寸与取向的限制,此方法能更好地反映钕铁硼磁钢整体的居里温度。同时还对比了M-T曲线测试法、差热(DSC)或热重(TG)分析测试法、 ARROTT图测试法,研究进一步证实了热膨胀测试居里温度具有很高的准确性;通过材料测试与分析进一步证明了所测居里温度的合理性。

    2020年04期 v.38;No.186 460-466页 [查看摘要][在线阅读][下载 3517K]

稀土新材料

  • 强化沉淀反应结晶过程制备纳米稀土氧化物的工艺开发

    田皓;崔建国;王荣;高婷;陈禹夫;张洋;

    采用液相沉淀法以CeCl_3为铈源, NH_4HCO_3为沉淀剂,快速反应生成无定形沉淀,再引入较低压力和温度的强化条件,制备出晶型完整、分散性良好的球形纳米稀土氧化物。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、粒度分析和热重-差热分析等测试方法对晶相组成、晶体粒度、形貌特征和热分解过程进行了研究,推测出化学反应原理并分析了晶体的形成过程。结果表明:在不使用分散剂条件下,通过晶型转变的控制能够获得符合市场需求的纳米球形稀土氧化物,该工艺容易进行工业推广。

    2020年04期 v.38;No.186 467-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 2514K]
  • 微反应器中Ce_2O(CO_3)_2·H_2O前驱体的合成及CeO_2的制备研究

    罗尧尧;王天;刘秉国;张利波;张利华;

    以Ce(NO_3)_3和NH_4HCO_3为原料,在微反应器中采用液-液沉淀法制备出水合碳酸氧铈(Ce_2O(CO_3)_2·H_2O)前驱体材料,将前驱体样品进行热处理后获得纯净的CeO_2产品。分别采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、 X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和能谱分析仪(EDS)、热重-差热分析仪(TG-DTA)等对制备的前驱体和热解产品进行分析表征。结果表明:微反应器内23.6 s的停留时间, Ce~(3+)在不同反应温度下均可达到99.8%以上的沉淀率。反应温度为70℃及以上时,获得结晶度更好的Ce_2O(CO_3)_2·H_2O前驱体,为类六棱形片叠加的花瓣状规则形貌,粒径较小。此前驱体样品在600℃下热处理2 h后制备得到了纯净单一的立方晶系CeO_2产品,无其他杂质,形貌与Ce_2O(CO_3)_2·H_2O前驱体一致。

    2020年04期 v.38;No.186 474-482页 [查看摘要][在线阅读][下载 3491K]
  • 不同气氛加热过程中CeO_2晶体结构的原位研究

    毛锡嵩;夏雪雯;兰苑培;姜浪钊;蒋小勇;田翔宇;

    以Ce(NO_3)_3·6H_2O为原料,水热法制备纳米CeO_2颗粒,将其在空气中高温焙烧多次获得稳定的CeO_2。以稳定的CeO_2作为研究对象,采用TG分析在不同气氛(Air/Ar)加热过程中CeO_2的失重率,并结合原位XRD研究在此过程中CeO_2的晶体结构变化。TG结果显示,在Ar气气氛加热过程中CeO_2具有较高的失重率,表明CeO_2在此过程中产生了较多的氧空位。原位XRD结果显示, CeO_2在不同气氛加热过程中一直保持良好的fcc萤石结构;且随着温度升高, CeO_2晶格发生膨胀,晶格常数增大。在Ar气气氛加热过程中CeO_2晶格常数的增长幅度略大于空气气氛中,也表明在该过程中产生了较多的氧空位,促使CeO_2晶格进一步膨胀。在加热过程中CeO_2的晶格膨胀受到温度和氧空位的同时影响,因此,使用原位技术研究CeO_2的晶体结构时,需同时考虑温度及氧空位对晶格常数的影响。

    2020年04期 v.38;No.186 483-489页 [查看摘要][在线阅读][下载 2304K]

稀土化学与湿法冶金

  • [Omim][BF_4]基离子液体微乳液萃取金属镧离子的研究

    姜鹏;李勇;何金桂;

    制备了OP-4+OP-7/苯甲醇/煤油/P204/[Omim][BF_4]/HCl微乳液体系,采用FTIR光谱以及表面张力方法对该微乳液体系的结构进行表征,并研究了该离子液体微乳液对La~(3+)的萃取行为,考察了不同的料液浓度、料液酸度、振荡时间、水乳比、温度等因素对La~(3+)萃取率的影响。结果表明:OP-4+OP-7/苯甲醇/煤油/P204/[Omim][BF_4]/盐酸体系中形成了W/O结构;少量的[Omim][BF_4]可对La~(3+)的萃取起到显著提升的作用,得到较高的萃取率;当水乳比为3∶1,振荡时间为8 min,料液浓度为0.004 mol·L-1,p H为3时,萃取率最高可达94.94%。

    2020年04期 v.38;No.186 490-496页 [查看摘要][在线阅读][下载 1131K]
  • 抗坏血酸钠搅洗降低混合稀土氧化物中SO_4~(2-)含量的研究

    贺强;赖安邦;邱江;王瑞祥;肖燕飞;

    氧化钙作沉淀剂可以实现离子型稀土浸出液的低成本无氨富集,但是其沉淀过程中会生成碱式硫酸稀土沉淀,导致焙烧所得混合稀土氧化物中的SO_4~(2-)含量过高。针对这一问题,采用抗坏血酸钠溶液搅洗CaO沉淀所得的稀土沉淀产物;在搅洗过程中,抗坏血酸根将与碱式硫酸稀土中的SO_4~(2-)发生竞争配位作用,使SO_4~(2-)脱除而进入溶液中。当在45℃,抗坏血酸钠浓度0.10 mol·L~(-1),抗坏血酸钠溶液体积50 mL,反应时间为20 min时,所得混合稀土氧化物的纯度为88.37%, SO_4~(2-)含量为7.65%。此外,抗坏血酸钠的循环效果优良, 5次循环后,稀土纯度的变化小于1%。然而,由于抗坏血酸根配位能力不足,使得搅洗产物中仍有一部分碱式硫酸稀土,后期将考虑在沉淀或搅洗过程中引入配位能力更强的有机物,以获得SO_4~(2-)含量符合要求的混合稀土氧化物。本研究为CaO无氨富集离子型稀土浸出液提供了支持,对离子型稀土矿的绿色高效提取有重要意义。

    2020年04期 v.38;No.186 497-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K]
  • 混合型稀土精矿循环化选工艺研究

    王哲;崔建国;侯睿恩;乔军;高婷;田皓;

    针对目前包头混合型50稀土精矿化选工艺反应温度高、能耗大、盐酸利用率低等问题,通过研究稀土精矿的化选过程,设计了多级循环化选实验,考察了酸度、温度和循环级数对精矿中钙和稀土元素溶出情况的影响,确定了适合室温化选和高温化选的温度、 HCl酸度与循环次数,提出了混合型50稀土精矿多级循环化选工艺。该工艺可得到稀土品位大于67%, CaO含量小于1%的化选矿,化选温度可以降低至70℃,节约了能耗与酸耗,同时减少了化选废水的产生。

    2020年04期 v.38;No.186 507-513页 [查看摘要][在线阅读][下载 365K]

稀土金属学与火法冶金

  • 钆对B_2型NiAl力学性质合金化效应的第一性原理计算

    陈律;李敏;刘逸众;

    采用第一性原理赝势平面波方法,基于虚拟晶体势函数近似(VCA),研究了Gd微合金化(x<1.0%,原子百分比,下同)对理想与包含点缺陷B_2-NiAl晶体的弹性常数C_(44), Cauchy压力参数(C_(12)-C_(44))、弹性模量E、剪切模量G及其与体模量B_0的比值G/B_0随Gd合金化浓度x的影响。数据分析显示:无论Gd原子取代Ni原子位还是取代Al原子位, Gd微合金化能提高理想B_2-NiAl晶体的硬度,同时也不利于其合金材料室温塑性的改善。微量Gd能与B_2-NiAl多晶材料中的点缺陷协同作用,改善其合金的塑性,并以Gd原子取代Al位时效果明显,从而解释了实验研究中出现Gd微合金化能提高B_2-NiAl合金压缩塑性的现象。

    2020年04期 v.38;No.186 514-520页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]

稀土应用

  • 应力释放槽对等离子喷涂Mo/8YSZ热障涂层残余应力的影响规律研究

    张啸寒;庞铭;江国业;

    为了突破传统双层热障涂层高温易剥离的技术瓶颈,在喷涂构件基体边缘开设应力释放槽,基于热弹塑性有限元理论,利用ANSYS有限元仿真模拟软件,建立了基于应力释放槽结构的等离子喷涂Mo/8YSZ热障涂层的数值模型,模型中考虑了材料不同温度下的热物性参数,研究了喷涂构件基体边缘不同开槽位置对热障涂层残余应力的影响规律。结果表明:改变应力释放槽的位置对基体与涂层界面边缘区域(0~2.4 mm)的径向残余应力影响更为明显;随着应力释放槽与基体和涂层界面距离的增加,基体与涂层界面同一位置的径向残余压应力逐渐减小;随着应力释放槽与基体和涂层界面距离的增加,基体与涂层界面同一位置的轴向残余拉应力逐渐减小;当应力释放槽与基体和涂层界面的距离增加至1.2 mm时,随着应力释放槽与基体和涂层界面距离的增加,轴向残余拉应力变化不明显。通过在喷涂构件基体边缘开设应力释放槽,可减小基体与涂层界面的残余应力。

    2020年04期 v.38;No.186 521-531页 [查看摘要][在线阅读][下载 3526K]
  • 稀土螯合物抑制土传病原菌的效果及其形态毒理机制

    王晨霞;李艳;常瑞雪;陈清;胡林;崔建宇;慕康国;

    通过对腐霉菌(Pythium sp.)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)和尖孢镰刀菌(Fusarium solani)的平板抑菌试验,研究了不同浓度的稀土螯合物和申嗪霉素处理对3种土传病害病原菌菌丝生长及其形态的影响。结果表明:用于合成稀土螯合物的吲哚丁酸和LaCl_3对3种病原菌的菌丝生长在试验所设浓度范围内未表现出明显的抑菌作用,而所有处理浓度下稀土螯合物和申嗪霉素处理均能对3种土传病害病原菌具有明显的抑制作用,但抑制力差异较大。稀土螯合物和申嗪霉素对3种病原菌的毒力范围分别在121~476和73~267 mg·L~(-1)之间。综合考虑EC_(50)值和EC_(95)值,两种活性物质对腐霉菌的抑制力排序为:申嗪霉素>RI;对立枯丝核菌和尖孢镰刀菌的抑制力排序为RI>申嗪霉素。不同浓度的稀土螯合物使3种病原菌菌丝形态发生类似的变化,通过引起菌丝的异常生长,菌丝细胞内容物外渗,菌丝出现不规则褶皱缢缩、弯曲、折叠甚至断裂现象,菌丝表面粗糙,多个菌丝发生融合、黏连现象,菌丝尖端有的膨大、有的扭曲变形,菌丝产生分支增多,节间变短等问题抑制病原菌的生长。

    2020年04期 v.38;No.186 532-538页 [查看摘要][在线阅读][下载 2987K]
  • 镧不同施用方式对吸收差异型小白菜镉、铬吸收及生物量的影响

    任艳军;马建军;任学军;杜彬;马为民;

    为探讨轻稀土La在Cd/Cr复合污染土壤种植条件下作物的生长发育效应和抗重金属胁迫生物效应,进一步为农用稀土肥料的科学施用提供借鉴。选用土壤盆栽方法和不同施肥技术(土壤混施、土壤灌施和叶面喷施),研究La对吸收差异型(低吸收累积型和高吸收累积型)小白菜Cd, Cr吸收和生物量的影响。结果表明:La不同施用方式对吸收差异型小白菜茎叶生物量的增产效应总体表现为低吸收累积型显著高于高吸收累积型,其中低吸收累积型以叶面喷施和土壤灌施处理较对照增产显著,而高吸收累积型均未表现增产效果; La不同施用方式对吸收差异型小白菜Cd, Cr吸收的抑制能力效应分别表现为Cd低吸收累积型高于高吸收累积型, Cr高吸收累积型高于低吸收累积型,其中低吸收累积型以叶面喷施和土壤灌施处理抑制Cd, Cr吸收的效应显著,而高吸收累积型抑制Cr吸收显著,抑制Cd吸收不显著或无抑制; La处理对吸收差异型小白菜Cd和Cr转运系数的降低效应变化规律与Cd和Cr抑制能力效应规律基本一致,转运系数降低效应越大,抑制重金属Cd和Cr的吸收作用越显著;外源La显著影响小白菜植株La的吸收与分布,土壤混施和土壤灌施主要以根系吸收积累为主,叶面喷施主要以茎叶吸收积累为主。表明La对Cd/Cr复合污染土壤种植作物重金属抗胁迫能力大小与作物品种重金属吸收差异和施肥技术作用机制不同有关。

    2020年04期 v.38;No.186 539-549页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K]
  • 离子型稀土矿矿山废水检测与分析

    詹鸿峰;王华生;潘禹;孙缓缓;刘祖文;

    从赣州某一离子型稀土矿山的不同区域取了3个废水水样进行研究,采用《水和废水监测分析方法(第四版)》中的方法检测了其氨氮、硝态氮、亚硝态氮浓度、 COD以及pH值,采用X射线荧光光谱仪检测了废水所含金属元素种类及大致含量,并采用单道扫描电感耦合等离子体发射光谱检测了废水所含的稀土元素种类及含量。检测发现废水中氨氮浓度严重超标,高达880 mg·L~(-1);酸度也高达3.8左右;而硝态氮、亚硝态氮和COD的含量很少甚至为0;钙、镁、铁等金属离子在废水中所占比例较高;废水中还含有较多的镧(La)、钕(Nd)、镨(Pr)、钇(Y)等稀土元素,含量分别为0.70, 0.15, 0.25, 0.14 mg·L~(-1)左右。对上述检测结果进行分析讨论,结合目前稀土废水处理现状,指出当前探索所遇到的问题以及未来研究的发展趋势,以期为该领域的进一步研究提供参考。

    2020年04期 v.38;No.186 550-556页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]

稀土地矿

  • H205对氟碳铈矿和含钙脉石的浮选机制研究

    曹轩;林一明;王维清;邹志威;陈正义;

    采用单矿物浮选试验、 Zeta-电位测量、吸附量测量、 FT-IR分析方法,结合浮选溶液化学,研究了氟碳铈矿和含钙脉石在H205(邻羟基萘甲羟肟酸)为捕收剂体系下的浮选机制。当H205浓度为4×10~(-4) mol·L~(-1)时,氟碳铈矿和萤石在pH=7~10范围内有较好的可浮性; Zeta-电位测量、吸附量测量表明H205吸附氟碳铈矿和萤石表面,使电位负移,萤石与H205可能有静电吸附; FT-IR分析表明氟碳铈矿与H205存在化学吸附。结合浮选溶液化学推测了H205在氟碳铈矿和含钙脉石表面作用的模型。

    2020年04期 v.38;No.186 557-563页 [查看摘要][在线阅读][下载 2047K]
  • 南方离子型稀土矿区马尾松稀土元素的分布与富集

    张巧玲;陈志强;陈志彪;冯柳俊;

    为探讨南方离子型稀土矿区马尾松地上部分各器官稀土元素的分布与富集特征,采集福建省长汀县濯田镇马尾松下的土壤样品和地上部分各器官(树皮、树干、树枝和树叶)样品,测定其稀土元素。结果表明:马尾松下的土壤稀土元素含量平均值为275.15 mg·kg~(-1),轻重稀土元素分异明显, Ce元素富集明显, Eu元素相对亏损;马尾松地上部分各器官稀土元素含量普遍较低, LREE高于HREE,轻重稀土元素分异。马尾松地上部分各器官稀土元素球粒陨石分布模式中, Ce元素和Eu元素明显正异常,马尾松树干、树叶重稀土元素标准化后明显波动分布,呈锯齿状,马尾松树皮和树枝波动幅度小;其δCe(δEu)均大于1, Ce和Eu元素明显富集。马尾松地上部分各器官稀土元素的吸收系数均较小,该地区稀土元素由土壤到植物的迁移程度低,马尾松地上部分各器官对稀土元素的富集能力弱,但其生物量和提取稀土元素的能力不容忽视,可尝试将植物提取技术运用于该地区的稀土净化。

    2020年04期 v.38;No.186 564-572页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K]
  • 豫西太平镇稀土矿床稀土元素赋存状态研究

    陈化凯;张盼盼;李靖辉;温国栋;范光;

    豫西太平镇稀土矿床位于北秦岭造山带东段北部,是以Ce, La, Nd, Pr为主的轻稀土矿床。具有富轻稀土低重稀土的特点,且Ce>La>Nd>Pr。目前发现的稀土矿物主要是稀土独立矿物,主要有氟碳铈矿、钙稀土氟碳酸盐多体矿物、直氟碳钙铈矿、褐帘石、独居石、氟镧矿、羟硅铈矿、太平石等,这些稀土矿物以集合体的形式紧密共生。研究表明,矿石稀土矿物主要是氟碳铈矿,其约占稀土矿物总量的90%左右,其他稀土矿物约占10%左右。稀土元素主要赋存于氟碳铈矿中,有少量赋存于褐帘石、钙稀土氟碳酸盐多体矿物、直氟碳钙铈矿、独居石等矿物中。

    2020年04期 v.38;No.186 573-582页 [查看摘要][在线阅读][下载 3394K]
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