稀土化学与湿法冶金

  • 稀土(La,Ce,Er)-L-亮氨酸-邻菲啰啉三元配合物的合成及其抑菌活性

    李晓慧;王卫东;胡远亮;陆江林;

    在乙醇-水介质中,经60℃水浴加热合成了三种稀土固体配合物。对其进行络合滴定、摩尔电导、元素分析、紫外光谱、红外光谱、热重-差热分析等测试,推测其化学组成为[Re(L-leu)3Phen]Cl3.nH2O,并对配合物进行大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑菌性质的测试;结果表明:LaCl3,CeCl3,ErCl3和L-亮氨酸没有抑菌效果,邻菲啰啉与三元稀土配合物对这三种菌都具有抑菌效果,但是三元稀土配合物的抑菌效果明显强于邻菲啰啉,而且对大肠杆菌抑菌效果更好。

    2012年01期 v.30;No.135 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 866K]
  • 基于Eu-TTA配合物的光波长转换薄膜的制备

    张军;张肖会;徐超;栾玉新;尹洪宗;

    选用甲基苯骈三氮唑(TTA)作为Eu3+络合物的第一配体,探究了在乙醇溶液体系与水溶液体系两个不同条件下,第二配体及表面活性剂对体系荧光强度的影响。两个体系分别选择了三乙胺、邻菲咯啉(phen)作为第二配体,邻非咯啉(phen)、曲拉通-100(TX-100)作为表面活性剂,在乙醇体系下,Eu3+:TTA:三乙胺:phen的最佳比例为1:3:10:1,在水溶液体系下,Eu3+:TTA:phen:TX-100的最佳比例为1:5:1:5,最后分别将两种络合物使用掺杂法制备了聚氯乙烯(PVC)薄膜,通过荧光光谱测试,得到的两种薄膜均可将紫外光转换为可被植物吸收利用的可见光。

    2012年01期 v.30;No.135 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 919K]
  • 液膜萃取法回收磷酸体系中的微量镧

    王进;党亚固;费德君;范文娟;董文文;

    通过斜率分析法研究了P204和TOPO从磷酸体系中液液萃取微量镧的反应机制和热力学,推测出一种可能的反应历程和萃合物结构,得到萃取反应式和反应的平衡常数K=104.502,焓变ΔH=-13.02 kJ.mol-1,自由能ΔG=-25.686 kJ.mol-1,熵变ΔS=0.0425kJ.(mol.K)-1。在液液萃取反应机制研究的基础上,采用液膜萃取法进行磷酸体系中微量镧的富集回收研究,考察了载体P204(2%~10%w/w)和TOPO(1%~10%w/w)、表面活性剂磺化聚丁二烯LYF(1%~10%w/w)、内萃取剂HCl(1~5 mol.L-1)和水乳体积比A/O(2:1~7:1)对液膜萃取收率及稳定性的影响。在最优条件下,可回收94.10%~95.94%的镧,并且膜溶胀率为8%~17%,破损率为0.45%~1.93%,能够维持较好的液膜稳定性。研究结果对磷酸中的微量稀土镧回收利用具有一定的参考价值。

    2012年01期 v.30;No.135 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K]

稀土催化

  • Ni-Fe/La_2O_2CO_3催化乙醇水蒸气重整制氢的研究

    石秋杰;马洪波;彭子青;谌伟庆;张宁;

    采用La2(CO3)3空气焙烧法制备了La2O2CO3载体、采用浸渍法制备了Ni,Fe不同比例的Ni-Fe双金属催化剂及Ni/La2O2CO3,Fe/La2 O2 CO3催化剂,考察了各催化剂从300~700℃催化乙醇水蒸气重整反应的性能,并用BET,XRD,TPR等技术对催化剂进行表征。结果表明,相对单一金属催化剂,Ni-Fe双金属催化剂均表现出更高的活性,这可能是因为高分散的Ni,Fe和LaFeyNi1-yO3的共存作用。其中Ni含量为10%,Fe含量为5%时的Ni-Fe/La2O2CO3表现出最高的活性,400℃时乙醇的转化率为100%,H2的选择性最高达到94.1%,而CO的选择性则低至1.2%。

    2012年01期 v.30;No.135 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K]
  • Y_2O_3/Ag_3VO_4复合可见光催化剂的制备及其光催化性能

    叶红勇;左广玲;李入林;谢英男;

    以Na3VO4.12H2O,AgNO3和Y(NO3)3.6H2O为原料,采用浸渍法制备了Y2O3/Ag3VO4复合可见光催化剂,并用XRD,SEM,XPS,UV-Vis等测试手段表征了试样的结构和性能。结果显示,Y2 O3/Ag3VO4复合可见光催化剂为单斜结构,Y以Y2 O3的形式分散在Ag3VO4晶体的表面。UV-Vis测试结果表明,Y2O3/Ag3VO4较纯Ag3VO4吸收带边发生了红移,在可见光区的吸收增强;以金属卤灯(波长大于400 nm)为光源,研究了Y2O3/Ag3VO4催化剂对甲基橙(MO)的可见光催化降解性能。结果发现,Y2O3/Ag3VO4复合可见光催化剂的光催化活性较纯Ag3VO4均有大幅提高,其中Y掺杂量为4%时活性最高。

    2012年01期 v.30;No.135 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K]
  • 纳米La_(0.8)A'_(0.2)Mn_(1-x)Cu_xO_3(A'=Ce and/or Sr)的制备、表征及其高效催化NO+CO的性能研究

    程素;王丽;刘磊;

    采用柠檬酸-溶胶凝胶法制得钙钛矿型复合氧化物La0.8Ce0.2Mn1-xCuxO3(x=0.2,0.3,0.4),La0.8Sr0.2Mn0.6Cu0.4O3,La0.8Ce0.1Sr0.1Mn0.6 Cu0.4 O3,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征,测试了复合氧化物对CO+NO的催化活性。结果表明:La0.8Ce0.1Sr0.1Mn0.6Cu0.4O3催化活性最好,150℃时CO转化率91.8%,300℃时NO转化率100%;对于La0.8Ce0.2Mn1-xCuxO3(x=0.2,0.3,0.4),比表面积和颗粒的大小及分散度是影响催化活性的主要因素;对于La0.8Ce0.2Mn0.6Cu0.4O3,La0.8 Sr0.2 Mn0.6 Cu0.4 O3,La0.8 Ce0.1 Sr0.1 Mn0.6 Cu0.4 O3,催化剂的组成是影响催化活性的关键因素。

    2012年01期 v.30;No.135 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]

稀土发光

  • Li_2SrSiO_4:Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉的发光特性及Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传递

    宋恩海;赵韦人;豆喜华;易春雨;周民康;

    用固相反应法合成了具有单相的Li2EuSiO4结构的Li2Sr1-x-ySiO4:xCe3+,yTb3+系列样品。荧光光谱研究表明,Li2SrSiO4:Ce3+发射很强的蓝光,最强的激发峰位于360 nm;而Li2SrSiO4:Tb3+发射很强的绿光,最强的激发激发峰位于243 nm,但在350~410 nm的激发非常微弱。在Ce3+,Tb3+共掺杂的样品Li2Sr0.99-ySiO4:0.01Ce3+,yTb3+中,观察到Ce3+对Tb3+的共振能量传递。由于Ce3+对Tb3+能量传递,Tb3+的激发光谱中出现360 nm附近的宽激发峰。控制Tb3+/Ce3+掺杂浓度比可以实现绿蓝双基色的调制。这种双基色的荧光粉有望在紫外激发的白光LED中获得应用。

    2012年01期 v.30;No.135 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
  • 绿色荧光粉KNaCa_2(PO_4)_2:Tb~(3+)的制备及发光性能研究

    杨志平;宋延春;韩月;赵青;周东站;潘飞;

    采用高温固相法成功制备了KNaCa2(PO4)2:Tb3+绿色荧光粉,并研究了其发光性质。测量了其激发和发射光谱,样品发射峰位于418,440,492,545,586,622 nm,分别对应Tb3+的5 D3→7 F5,5 D3→7 F4,5 D4→7 F6,5 D4→7 F5,5 D4→7 F4,5 D4→7 F3能级跃迁,主发射峰位于545 nm。主激发峰位于350~390 nm之间,属于4f→4f电子跃迁吸收,与InGaN管芯匹配。确定了在KNaCa2(PO4)2基质中Tb3+浓度对其发光强度的影响及其自身浓度猝灭机制。研究了不同电荷补偿剂对KNaCa2(PO4)2:Tb3+材料发光的影响,其中Li+离子改善其发光强度最为明显。

    2012年01期 v.30;No.135 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K]
  • 退火温度对PLD法制备ZnO:Eu~(3+),Li~+薄膜结构和发光性质的影响

    董艳锋;李清山;张立春;宋连科;

    采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,分别在450,500,550和600℃条件下进行退火,退火气氛为真空。利用X射线衍射(XRD)仪和荧光分光光度计研究了退火温度对薄膜结构和光致发光(PL)的影响。研究结果表明,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,Eu3+,Li+没有单独形成结晶的氧化物,均以离子形式掺入ZnO晶格中。PL谱中有较宽的ZnO基质缺陷发光,ZnO基质与稀土Eu3+之间存在能量传递,但没有有效的能量传递。随着退火温度的增加,薄膜发光先增强后减弱,退火温度为550℃时发光最强。当用395 nm的激发光激发样品时,仅观察到稀土Eu3+在594 nm附近的特征发光峰,但发光强度随退火温度变化不明显。

    2012年01期 v.30;No.135 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
  • 钨钼酸盐荧光粉基质组成及其退火过程对荧光性能的影响

    陈永杰;刘婷婷;耿秀娟;肖林久;谢颖;杨英;

    采用高温固相法合成了一系列Eu3+掺杂的钨钼酸盐红色荧光粉CaxSr0.88-x(WO4)y(MoO4)1-y:0.08Eu3+。对其晶体结构和荧光性能进行了X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)的表征,研究了不同Sr/Ca和WO4/MoO4比例对荧光粉光谱性能的影响,初步研究了不同退火过程对其发光性能的影响。所合成的Ca0.70Sr0.18(MoO4)0.5(WO4)0.5:0.08Eu3+荧光粉发光强度较好,可以被近紫外光(395 nm)和蓝光(465nm)有效激发,发射峰位于616 nm(Eu3+的5 D0→7 F2跃迁)。

    2012年01期 v.30;No.135 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1306K]
  • CaLa_4Si_3O_(13):Eu~(3+)红色荧光粉制备条件优化及助熔剂作用研究

    巩仕星;田一光;张乔;王飞;王孟有;陈立伟;

    采用高温固相法制备了CaLa4Si3O13:Eu3+红色荧光粉,研究了助熔剂总量、Li和B物质的量之比、烧成温度对发光性能的影响。以Eu3+的5 D0-7 F2发射强度为指标得出的最佳制备条件为:硼锂双助熔剂B和Li物质的量之比为1:1,总量为0.4 mol.mol-1,950℃预烧150 min,1150℃,240 min烧成。硼组分进入晶格置换硅,使晶胞参数a,c和晶胞体积V均逐渐减小,提高电/磁偶极跃迁强度比和总发光强度。助熔剂总量达到0.24 mol.mol-1后,进入基质的硼趋于饱和。硼组分起到助熔剂和基质组分置换双重作用。

    2012年01期 v.30;No.135 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
  • Yb~(3+)掺杂浓度对LaF_3晶相及其上转换光谱的影响

    兰民;王丽丽;

    LaF3微米晶的晶相(斜方相和六角相)及其上转换发光光谱可以通过精确调节Yb3+的摩尔掺杂浓度来控制。利用简单的水热法合成了Yb3+和Tm3+共掺杂的LaF3,YF3和NaYF4三种不同基质的氟化物纳米晶。XRD分析表明,当Tm3+的掺杂浓度不变,仅Yb3+的摩尔掺杂浓度从10%提高到20%,就可以使基质结构由六角相过渡到斜方相。实验结果表明,具有较大离子半径的稀土离子由于增强的偶极化率,更容易使电子云产生畸变,有利于基质斜方相结构的形成。

    2012年01期 v.30;No.135 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1366K]
  • NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米粉的制备与上转换发光性能

    左周;杨魁胜;李慧;祁宁;

    以聚乙二醇为络合剂,采用水热法成功制备了NaGd(WO4)2:Yb3+,Tm3+纳米粉。运用X射线粉末衍射、扫描电镜和光谱分析对制备的样品结构和发光性能进行了表征。结果表明,NaGd(WO4)2:Yb3+,Tm3+为四方晶系,晶粒尺寸约为50 nm。在980 nm半导体激光器激发下获得了发射光谱,有3个发射峰,发光中心位于455,476和650 nm,分别对应1D2→3F4,1G4→3H6,1G4→3F4的跃迁。讨论了Yb3+,Tm3+能量转换过程和机制。泵浦功率与发光强度关系表明,455,476和650 nm的3个发射均属于三光子过程。

    2012年01期 v.30;No.135 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K]

稀土新材料

  • 镱掺杂LiFePO_4/C正极材料结构和电化学性能

    张秋明;乔玉卿;赵敏寿;王立民;

    采用高温固相法制备LiFe1-xYbxPO4/C(x=0,0.06,0.08,0.10)锂离子电池正极材料,并用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),循环伏安测试(CV)及交流阻抗测试(EIS)等方法进行结构和电化学性能的测试。XRD分析结果表明LiFe1-xYbxPO4/C(x=0,0.06,0.08,0.10)样品具有橄榄石型晶体结构。Yb的掺杂导致LiFePO4晶格中c轴方向的P-O键长增加,其中x=0.08样品具有最长的P-O键长。SEM图表明Yb的掺杂可明显细化颗粒,其中x=0.08时样品粒径为200 nm,比未掺杂样品降低了约2.5倍。电化学性能测试表明,Yb的掺杂使样品的放电容量增加,循环稳定性能提高。在-20~40℃温度区间内,放电容量随温度的升高而增加,其中x=0.08的样品40℃时放电容量为150 mAh.g-1,但测试温度达到60℃时,放电容量急剧下降。EIS测试表明Yb的掺杂可以明显改善电极表面电化学反应的动力学性能,降低电荷转移电阻,提高交换电流密度。

    2012年01期 v.30;No.135 78-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1889K]
  • 沉淀转化法制备多孔片状纳米LaF_3

    田俐;陈琳;赵莎莎;涂飞跃;肖秋国;何小凤;孙起亮;

    采用实验中所合成的LaPO4纳米棒为前驱体,通过沉淀的转化作用,大面积地制备了单分散的片状纳米LaF3。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、BET(Brunauer-Emmett-Teller)测试对片状纳米LaF3的形貌、结构、相组成及表面性质进行了分析。片状纳米LaF3底边长约为40 nm,片的厚度约为35 nm,大小均一,具有多孔结构。通过改变反应溶剂,可以控制LaF3粒子的成核、生长和团聚,从而有效地调控多孔片状纳米LaF3的颗粒尺寸和分散性。对多孔片状纳米LaF3的生长机制进行了研究,结果表明LaPO4和LaF3的溶度积常数差导致了片状纳米LaF3的生成;体系中自身存在的Ostwald ripening作用使片状纳米LaF3出现了多孔结构。

    2012年01期 v.30;No.135 86-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1964K]

稀土应用

  • Fe_2O_3掺杂Ce_(0.8)Nd_(0.2)O_(1.9)固体电解质的结构与导电性能

    杨梅;周德凤;林润;赵桂春;孟健;

    采用溶胶-凝胶法合成SiO2含量小于50×10-6的Ce0.8Nd0.2O1.9(NDC)陶瓷粉体,并将少量Fe2O3加入到NDC体系中,讨论Fe2O3的掺杂对其微观结构及电性能的影响。通过X射线衍射(XRD)等手段对氧化物进行结构表征,交流阻抗谱(AC)测试电性能。研究表明,Fe2O3的掺杂显著提高NDC陶瓷材料的致密度;相比于NDC而言,加入Fe2O3后材料的晶界电导率提高约12倍,总电导率提高约6倍。

    2012年01期 v.30;No.135 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K]
  • 稀土型铁素体不锈钢430组织及韧性研究

    赵振铎;陈金虎;范光伟;

    以铁素体不锈钢430为研究对象,通过添加0.06%稀土,可改善铁素体不锈钢430的凝固组织,使凝固组织中的柱状晶区域减小,等轴晶区扩大;可改变铁素体不锈钢430中夹杂物的形貌、组分和分布,夹杂物由脆性夹杂改性为塑性夹杂,同时夹杂物的尺寸减少;有利于铁素体不锈钢430热轧板组织的改善,晶粒进一步细化,晶粒度由6级提高到8级;可改变铁素体不锈钢430的冲击断口形貌,断口形貌由脆性解理断口向韧性断口转变。

    2012年01期 v.30;No.135 97-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1970K]
  • 稀土对WC颗粒增强铁基体复合涂层组织结构的影响

    叶诚;杜晓东;李连颖;宋自力;杨皓宇;

    采用氩弧熔覆技术在45号钢表面制备一层稀土WC颗粒增强铁基体耐磨复合涂层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)等测试分析手段研究了稀土的引入对复合涂层中基体组织及碳化物的影响,并与未加稀土进行了比较。结果表明:引入稀土后,一方面优化了熔覆层组织中碳化物颗粒分布,降低了熔覆层组织中碳化物颗粒的团聚、桥接,且颗粒分布均匀;另一方面改善了熔覆层的组织,细化晶粒,减弱了熔覆过程中产生的树状晶,抑制了WC颗粒的溶解和鱼骨状碳化物的生成。在熔覆层组织中碳化物颗粒相主要有三种存在形式:原始未熔WC颗粒、与基体形成的复式碳化物及在凝固过程中重新结晶的W2C(或WC)。

    2012年01期 v.30;No.135 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2131K]
  • 基于稀土离子颜色特征识别的组分含量检测方法

    杨辉;高子洁;陆荣秀;

    针对稀土离子具有特征颜色的P507-RECL3萃取分离体系,给出一种基于稀土离子颜色特征识别的组分含量检测方法。首先,通过对稀土离子颜色特征随组分含量的不同而呈现不同变化的分析,表明稀土组分含量与其颜色特征之间存在一定关系。为定量描述组分含量与颜色特征之间的关系,提取H分量直方图作为其颜色特征,并计算其一阶矩统计值,使抽象的颜色特征数值化,最后,利用最小二乘法拟合组分含量与H分量一阶矩统计值之间的函数关系,建立了分段拟合模型,并对模型的有效性进行了验证。结果表明,在单一组分占主要含量时,相对误差能控制在2%以内,具有较高的检测精度,为稀土组分含量的在线检测提供一种新的途径。

    2012年01期 v.30;No.135 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K]

稀土地矿

  • 稀土与天青石共伴生矿焙烧及浸出过程研究

    冯兴亮;黄小卫;张国成;龙志奇;崔大立;赵娜;

    稀土与天青石共伴生多金属矿主要由稀土氟碳酸盐和天青石组成,研究了含稀土和锶的混合矿的焙烧及浸出过程,考察了焙烧温度、焙烧时间、浸出初始酸浓度、浸出温度、浸出时间等对浸出率的影响,获得优化的工艺参数为:焙烧温度500℃,焙烧时间2 h,浸出初始酸浓度1.0 mol.L-1,浸出温度35℃,浸出时间1 h,稀土浸出率达95%以上,锶浸出率小于5%,几乎不进入溶液相而保留在固相浸出渣中得以分离和富集。

    2012年01期 v.30;No.135 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]

研究简报

  • 新型铕,铽(Ⅲ)三元配合物的合成、表征及发光性能

    程果;魏长平;任晓明;王贺;

    采用Claisen缩合反应设计合成了β-二酮配体1-(4-溴苯)-4,4,4-三氟丁烷-1,3-二酮(BPT),并合成了相应的新型稀土Eu,Tb(Ⅲ)三元配合物。通过元素分析、1H NMR谱、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱和磷光光谱技术对合成的产物进行了表征和分析。红外光谱分析表明:BPT中存在着酮式-烯醇式互变;配合物中的稀土离子与BPT中的氧原子以及Phen中的氮原子形成了配位键。紫外光谱表明配合物主要是由第一配体BPT吸收能量。荧光光谱显示Eu(BPT)3Phen的发光强度较大,进一步的研究表明,BPT的最低三重态能级与Eu3+的5D0能级匹配较好。

    2012年01期 v.30;No.135 120-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K]
  • 钐掺杂对钛酸钡锶陶瓷结构和介电性能的影响

    安朋;李占飞;王丽;宁雪;李伟;

    采用溶胶-凝胶法制备了系列Sm掺杂的Ba(0.8-3x/2)SmxSr0.2TiO3(x=0,0.001,0.003,0.006,0.008 and 0.010)粉体及陶瓷。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜和精密阻抗分析表征了样品的结构和性质。X射线衍射结果表明Ba(0.8-3x/2)SmxSr0.2TiO3粉体在800℃预烧2 h后为单一的钙钛矿结构;通过对陶瓷微观形貌研究发现,Sm掺杂可以明显地抑制陶瓷晶粒生长,随着Sm掺杂量的增加,晶粒尺寸由40μm减小到2μm;居里温度随着Sm掺杂量的增加而线性降低,移动速率为10℃/mol%,室温下介电常数呈现先增加后减小的趋势,并在x=0.006时达到最大值7800。

    2012年01期 v.30;No.135 125-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K]
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