综合评述

  • 钙钛矿型稀土氧化物的合成及其能源转化储存应用研究进展

    翁政;郭林川;魏贻成;刘洛华;席聘贤;严纯华;

    钙钛矿型稀土氧化物价格低廉、结构可控、性质多样,在催化领域有着广阔的应用前景。本文从钙钛矿型稀土氧化物的结构类型、合成方法及电化学催化反应出发,总结了传统高温合成方法、火焰喷雾法、静电纺丝法和脉冲激光沉积法等几种最常用的合成方法,以及提升其氧析出反应(OER),氢析出反应(HER)和氧还原反应(ORR)催化能力的典型有效方法,概述了近年来钙钛矿型稀土氧化物在电解水、金属空气电池和固体氧化物燃料电池等能源转化储存装置的主要研究进展,进而对钙钛矿型稀土氧化物在能源转化储存领域的应用进行了展望。

    2021年01期 v.39;No.189 1-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 5344K]
  • 局域结构依赖的稀土上转换发光

    付虎辉;刘永升;洪茂椿;

    稀土掺杂上转换发光纳米材料作为一种新型的荧光材料,因其发光性能优异、化学性质稳定以及自发荧光干扰小等优点受到国内外研究者的广泛关注。如何实现稀土上转换发光性能的可控调节一直是稀土纳米发光材料研究中的一个热点问题。简要总结了近年来关于局域结构依赖的稀土上转换发光性能的研究进展,分别从结构设计和晶体结构调节两个方面展开,主要内容包括核壳结构、复合结构和孔洞结构的设计对稀土上转换发光性能的影响及晶体结构对稀土上转换发光强度和上转换发光红绿比的影响,以期为制备高质量、可定制上转换发光性质的稀土掺杂纳米发光材料提供参考。

    2021年01期 v.39;No.189 24-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 5390K]
  • 稀土掺杂无机纳米晶及其时间分辨荧光生物检测应用

    张文;黄萍;委娇娇;郑伟;陈学元;

    时间分辨荧光生物标记作为一种灵敏的非放射性标记技术,在科研及医疗机构已获得广泛应用。传统的时间分辨荧光标记以稀土螯合物作为分子探针,存在着光化学稳定性差、长期生物毒性以及价格昂贵等缺点。稀土掺杂无机纳米晶因其优异的光化学与光物理性能,是目前普遍看好且有望成为替代稀土螯合物的新一代时间分辨纳米荧光探针。利用稀土纳米探针的长寿命发光,结合时间分辨探测技术,可以有效抑制短寿命的背景荧光干扰,显著提高生物检测的灵敏度和信噪比。本文系统地介绍了稀土掺杂无机纳米晶独特的发光性能及其作为时间分辨纳米荧光探针在疾病标志物体外检测方面的最新研究进展,并对该领域的未来发展方向和趋势进行了深入探讨。

    2021年01期 v.39;No.189 35-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 8455K]
  • d-f跃迁发光稀土配合物研究进展

    方培玉;霍培昊;刘志伟;黄岩谊;卞祖强;黄春辉;

    稀土配合物独特的发光性质使其在众多领域有很大的应用价值。其中, d-f跃迁发光稀土配合物具有跃迁宇称允许、激发态寿命短和光谱可调等特点,但相关研究还有待进一步深入。本文介绍了稀土配合物的发光机制,综述了具有d-f跃迁发光性质的稀土配合物(主要是Ce~(3+), Eu~(2+), Yb~(2+)和Sm~(2+)配合物)的研究进展,并初步总结了配合物分子结构对d-f跃迁发光性质的影响规律。

    2021年01期 v.39;No.189 58-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2932K]
  • 稀土发光配合物在水溶液中的组装及生物成像研究

    苏平如;王涛;唐瑜;

    稀土配合物具有较窄的f-f跃迁光谱带、较长的荧光寿命及较大的Stokes位移等独特的发光性质,同时其优异的顺磁性,赋予其在生物检测、疾病诊断及生物学活动研究中的重要应用价值。然而,稀土配合物大多水溶解性差,且荧光容易被环境中水分子O-H键的热振动淬灭等,极大地限制了其在水溶液及生物体系中的应用。近年来有研究表明,将稀土配合物组装成有序的二维或三维纳米材料,能够有效地促进其在水溶液及生物环境中的分散并提高或稳定其发光。综述了近年来稀土配合物在水溶液及生物环境中的自组装及生物成像等应用研究进展,并探讨了基于稀土配合物组装体的应用潜力和相应挑战,为进一步研究稀土配合物在水溶液中的组装行为及生物成像功能提供了理论基础。

    2021年01期 v.39;No.189 77-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 4970K]
  • 稀土铕、铽配合物在温度发光传感领域的研究进展

    杨永晟;王克志;赵震;闫东鹏;

    稀土发光配合物材料基于其独特的4f-4f电子跃迁表现出优异的发光性能,特别是铕和铽配合物材料,发光波长在可见光区范围内,发射谱带狭窄且尖锐(半峰宽通常小于10 nm),非常适合应用于显示设备和传感装置。同时,具备温度依赖发光性能的铕和铽配合物能够实现高灵敏度、高效的温度传感过程,使其有望用于流体动力学、航空航天、环境工程、能源技术等领域温度的测量和监控。本综述详细介绍了近10年来,铕和铽配合物温度传感体系的研究进展,总结了配合物材料类别以及温度响应灵敏度影响因素,进一步归纳了振动弛豫、能量转移等几类响应机制,并详细介绍了铕/铽发光配合物光学比率温度计的研究成果,为镧系金属配合物温度传感性能的研究进行了全面总结,以期打开此类材料实际应用的大门。

    2021年01期 v.39;No.189 88-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 6691K]
  • 稀土金属-有机框架在同分异构体传感材料中的应用

    韩宗甦;师唯;程鹏;

    基于稀土金属离子独特的电子结构,稀土金属-有机框架的光致发光具有发射峰尖锐、量子产率高和发光寿命长等特点,可应用于针对特定功能化学物种的光学传感材料。稀土金属离子高的配位数和丰富的配位模式,使得稀土金属-有机框架具有结构多样性和可调性,可与不同的化学物种在结构和能级两个方面相匹配,是其具有传感功能的基础。关于同分异构体的识别,尤其是针对同类同分异构体的快速识别,在化工和制药等领域均具有重要的价值。本文综述了稀土金属-有机框架针对具有特定功能同分异构体的传感性质,并讨论了其相关传感机制。

    2021年01期 v.39;No.189 110-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 9105K]
  • 稀土超分子配合物研究进展

    杨倩倩;李晓磊;唐金魁;

    超分子化学作为"广义上的配位化学",是一个充满活力的领域。基于配位自组装,设计合成具有不同拓扑结构和功能特性的超分子配合物是超分子化学的研究重点。基于稀土元素构筑的超分子配合物不仅丰富了配位超分子体系,也是制备功能性配合物的核心内容。主要从拓扑结构调控、结构修饰和功能特性等方面综述了螺旋、格子、环状和笼状等稀土超分子配合物的最新研究进展,探讨了配体设计在超分子自组装过程中的作用,旨在为稀土超分子化合物的设计与调控提供新思路。

    2021年01期 v.39;No.189 128-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 6925K]
  • 稀土金属-金属键的构筑策略

    施开赢;方蔚;朱从青;

    含金属-金属键的稀土金属有机化合物因其结构新颖、具有多金属协同效应等特征,在单分子磁体、催化等领域具有潜在应用价值,吸引着人们越来越多的关注。然而,如何构筑含稀土金属-金属键的物种仍存在较大挑战。因此,结合现有研究成果,综述构筑含稀土金属-金属键物种的有效策略,并对它们的性能及应用进行简要介绍,为其他含金属-金属键的d-f杂核金属分子的构筑提供思路。

    2021年01期 v.39;No.189 143-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 3461K]
  • 稀土金属在不对称催化中的应用:从均相催化到异相催化

    袁晨悦;张亚文;

    稀土金属的配位数较高,可通过容纳大型手性配体,构筑手性环境,催化不对称反应的定向发生,在工业生产特别是制药工程中具有重要应用价值。本文以Henry反应、 Mannich反应和Strecker反应为例,总结回顾了稀土金属催化剂在此类反应中的设计思路、性能特点与应用前景,旨在展现稀土金属催化剂兼具融合均相催化与异相催化的优势,不断发展,以满足实际生产需求的过程。

    2021年01期 v.39;No.189 153-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2571K]
  • 稀土金属催化的碳氢官能团化反应

    苏健洪;徐信;

    过渡金属催化的碳氢官能团化反应具有原子经济性高、区域选择性好和合成路线简短等优点,近年来得到了化学家们的广泛关注,是当前有机合成化学的热门研究领域之一。近几年来,稀土金属催化剂也逐渐被开发应用于该领域,得到优异的结果,同时也表现出一些独特的催化活性。本文综述了稀土金属络合物催化的碳氢官能团化反应,主要包括C-H烷基化反应以及C-Hβ-胺烷基化反应,这些反应为C-C键的构筑提供了新方法。同时本文也针对该领域目前存在的挑战,对未来的研究工作做了展望。

    2021年01期 v.39;No.189 171-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 2249K]

稀土新材料

  • NaYF_4:Nd~(3+),Yb~(3+)纳米粒子用于生物体系温度测量

    徐心成;顾昱飏;孔梦涯;冯玮;李富友;

    采用溶剂热法制备了Nd~(3+)敏化Yb~(3+)的近红外纳米探针NaYF_4:Nd~(3+),Yb~(3+),观察到材料在980与865 nm两处发光峰的强度比值随温度的升高而降低。通过对探针中Nd~(3+)/Yb~(3+)比例的调节,综合考虑材料的发光强度与温敏效率,确定了NaYF_4:2%Nd, 20%Yb为所测条件下适用于测量生物体系温度的较优组成。材料转水相前后温敏效率均随着Yb~(3+)离子掺杂增加而提高,环己烷中最高可达1.9%·K~(-1),水相中最高为0.46%·K~(-1)。通过盖肉片模拟及激光加热活体成像实验,研究了温敏材料在生物环境中发光随温度的变化情况,以及组织遮挡前后荧光比值未发生明显变化的结果,初步验证了使用该探针测量生物体系温度的可行性。

    2021年01期 v.39;No.189 181-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 2281K]
  • 高核稀土-氧簇Ln_(19)的组装、结构与磁性研究

    郑秀英;孔祥建;龙腊生;郑兰荪;

    因其奇特的物理和化学性质,高核稀土-氧簇已经成为配位化学中极其活跃的领域之一并受到广泛关注。然而,由于稀土离子具有较高的配位数和多变的配位几何构型,高核稀土-氧簇的合成及组装仍极具挑战性。采用螯合配体1,2-环己二胺四乙酸(2,2′,2″,■-(Cyclohexane-1,2-diylbis(azanetriyl))tetraacetic acid, H_4CDTA)控制稀土离子水解,得到了两个零维盘状结构的高核稀土-氧簇Ln_(19)(Ln=Dy为化合物1, Ln=Tb为化合物2)。在相同条件下,采用乙二胺四乙酸二钠盐(Disodium edetate dihydrate, Na_2H_2EDTA)控制稀土离子水解,得到两个以Ln_(19)为构筑基元的一维链状化合物3(Ln=Dy)和4(Ln=Tb),以及两个以Ln_(19)为构筑基元的三维框架化合物5(Ln=Dy)和6(Ln=Tb)。结果表明,通过改变螯合配体的空间位阻可以实现以高核稀土-氧簇为节点的多维配位聚合物的可控组装。磁性研究表明,化合物1~6均表现出弱的反铁磁相互作用。

    2021年01期 v.39;No.189 188-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 2993K]
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