稀土化学与湿法冶金

  • P507与N235混合溶剂的稳定性及对NdCl_3的协萃效应

    杨幼明;蓝桥发;邓声华;聂华平;叶信宇;

    稀土萃取分离过程皂化产生的含盐废水严重污染环境。利用P507萃取稀土离子、N235萃取酸的特性,设计了P507-N235双溶剂无皂化稀土萃取体系,研究了双溶剂有机相的稳定性及对Nd3+的协萃效应。P507与N235混合时发生放热现象,红外光谱分析显示其特征峰发生了变化,但32次萃取-再生后的混合萃取剂的化学结构稳定;P507与N235对Nd3+具有显著的协萃效果,形成的萃合物为REA3.(R3N.HA).3R3NHCl。研究结果为无皂化稀土萃取分离新工艺开发提供了依据。

    2013年04期 v.31;No.144 385-392页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
  • 铝盐配位分离氟碳铈矿酸浸液中氟和铈

    付红扬;魏莹莹;李勇;何金桂;

    氟碳铈矿是最主要的稀土来源,而氟是制约稀土清洁化分离的瓶颈,因此在提取稀土前进行氟的分离是一种解决方案。利用氟铝间很强的配位性质,加入铝盐而发生竞争配位反应,使[CeF2]2+变为游离Ce4+后向萃取相转移,实现氟-铈分离。实验结果表明:[H+]≤1.0mol.L-1,以Al2(SO4)3或NaAlO2为氟络合剂,根据酸浸中F-含量,向浸出液中加入n(F)/n(Al)=1的Al2(SO4)3或n(F)/n(Al)=1.5的NaAlO2时,氟-铈分离效果最好。

    2013年04期 v.31;No.144 393-398页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
  • 轻稀土萃取分离工艺技术经济评价

    韩旗英;

    在传统、三出口、组合联动轻稀土萃取分离工艺研究分析的基础上,设计开发了带模糊分离和置换萃取等技术的组合联动轻稀土萃取分离新工艺流程,并与传统工艺进行了技术经济比较。经比较证明,组合联动轻稀土分离新工艺先进合理,充槽投资更省,生产成本更低,生产废水排放更少。

    2013年04期 v.31;No.144 399-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]

稀土金属学与火法冶金

  • 等离子W-Mo-Dy及W-Mo共渗的组织结构研究

    高原;吴炜钦;张焱;张维;王成磊;马志康;蔡航伟;

    在不同含碳量的钢表面进行等离子W-Mo-Dy和W-Mo共渗,采用光学显微镜观察合金渗层的显微组织和厚度,使用X射线衍射仪(XRD)对合金渗层进行相结构分析,利用附带能谱仪的扫描电镜(SEM)对合金渗层进行形貌观察和成分检测。研究结果表明:稀土Dy能促进合金元素的扩散使合金渗层厚度增加,20钢、45钢、T8钢W-Mo-Dy和W-Mo共渗合金层厚度分别为128,75,47μm及107,59,26μm;W-Mo-Dy共渗组织较W-Mo共渗组织更细小,多为等轴晶,而后者为柱状晶;W-Mo-Dy共渗合金层中有析出的第二相,由Fe,Mo,Dy构成;20钢的W-Mo-Dy共渗合金层主要由Fe(W,Mo,Dy),Dy2O3和少量的DyFe10Mo2,Dy等相组成,在45钢和T8钢表层出现M6C碳化物,随着含碳量增加,碳化物的含量也增加;W-Mo共渗合金层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密,W-Mo-Dy共渗的表面形貌在胞状组织的中心出现块状的结晶组织。

    2013年04期 v.31;No.144 405-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]

稀土发光

  • Sr_(2.975-x)Ca_xAlO_4F:Ce_(0.025)~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

    彭鹏;庄卫东;何华强;刘荣辉;胡运生;马小乐;

    采用高温固相法制备了Sr2.975-xCaxAlO4F:Ce30.+025(0≤x≤1.0)发光材料,通过X射线衍射、荧光光谱测试分析,研究了Ca2+掺杂对晶体结构和发光性能的影响。XRD测试表明Ca2+的掺入并没有改变基质晶格的结构类型,且在Sr3AlO4F基质中固溶极限不超过x=0.9。荧光光谱分析表明,Ca2+掺入后能有效提高发光强度,使激发光谱宽化和发射光谱红移,在Ca2+掺入量为x=0.4时发射强度最高。考察了Sr3-xCaxAlO4F:Ce3+(x=0,x=0.4)在不同Ce3+浓度的发射强度与峰值波长,发现Ca2+掺杂量由x=0增加至x=0.4时,对应的Ce3+的猝灭浓度由0.01降低至0.0025,并且Ce3+的猝灭机制为电偶极-电偶极相互作用。

    2013年04期 v.31;No.144 414-420页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
  • Ca_2Y_(7.9)(SiO_4)_6O_(2-0.5x)F_x:Eu_(0.1)~((3+,2+))荧光粉的合成和发光特性

    石维;田一光;张乔;赵财德;宋皎皎;

    采用高温固相反应法在弱还原气氛下制备了Ca2Y7.9(SiO4)6O2-0.5xFx:Eu(2+,3+)0.1(x=0~4)系列荧光粉。晶胞参数a,c和晶胞体积V均随着F-置换量的增加呈线性减小,晶胞参数a和c的变化率相近。荧光体中Eu2+和Eu3+共存,Eu2+3d5/2与Eu3+3d5/2电子结合能分别为1128.4和1136.3 eV,Eu2+的3d5/2与3d3/2的电子结合能差为28.4 eV。Eu2+和Eu3+的3d5/2态XPS峰面积比为6.9∶1。激发光谱由Eu3+的两个电荷迁移(CTS)带和f-f跃迁激发线组成,x=0,1的试样中出现了Eu2+的f-d跃迁强激发谱带。激发到Eu3+的电荷迁移态或激发Eu2+,除了来自Eu3+的5D0能级的发射之外,还观察到了5D1能级的强发射和5D2能级的弱发射,并且激发Eu2+时5D1→7F4发射强度超过5D0→7F2,没有出现Eu2+的明显发射,Eu2+对Eu3+发光起到很好的敏化作用。5DJ(J>0)高能级发射来自4f格位的Eu3+发光中心,Eu2+的敏化起关键作用。Eu3+在4f和6h两种格位的分布比为4∶6。

    2013年04期 v.31;No.144 421-430页 [查看摘要][在线阅读][下载 508K]
  • 近紫外光激发的新型蓝色荧光粉YV_xP_(1-x)O_4:Ta~(5+)的合成与发光性能

    王忠志;沈雷军;李波;高乐乐;周永勃;赵静;张国斌;

    采用高温固相法成功合成了Y(V,P)O4:Ta荧光粉,并利用XRD,激发光谱和发射光谱对所合成粉体的物相结构及发光性能进行了表征。实验结果表明:粉体的结构属于锆英石结构;粉体在310 nm波长的激发下,发射光谱的主峰位于450 nm,属于Ta5+的3p63d10→3p53d104d1跃迁,当n(V)/n(P)为0.3/0.7和Ta5+的摩尔掺杂浓度为0.01时,粉体的发光性能最佳;用不同浓度NH4NO3做助熔剂制备YV0.3P0.7O4:Ta50.+01荧光粉,发现NH4NO3的摩尔浓度为5%时,粉体的发光强度最强。

    2013年04期 v.31;No.144 431-435页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
  • Li~+掺杂对Y_2SiO_5:Pr~(3+)上转换发光性能影响

    刘成;杨毅;韩正玉;武晓雅;翁景霞;林璐;

    采用溶胶-凝胶法制备Li+掺杂改性的Y2SiO5:Pr3+上转换发光材料,考察了Li+掺杂对样品晶型及发光性能的影响。采用XRD,DSC-TGA,FS对所制备的材料进行表征,结果表明Li+掺入浓度在7%~8%(摩尔分数)之间会引起Y2SiO5晶体类型由X1型转变为X2型,且Li+掺入后样品转晶型温度由950℃降至800℃;样品经800℃煅烧处理后以X1型Y2SiO5为主相,850℃煅烧处理后以X2型Y2SiO5为主相;Li+掺入同时会提高Y2SiO5:Pr3+材料的上转换发光强度,Li+最佳掺杂浓度为10%,对于双掺杂Pr3+,Li+:Y2SiO5体系中Pr3+最佳掺杂浓度为1.2%。

    2013年04期 v.31;No.144 436-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K]

稀土新材料

  • 钪元素对AB_2型合金Zr_(1-x)Sc_xMn_(0.6)V_(0.2)Ni_(1.2)Co_(0.1)(x=0~1)储氢和电化学性能的影响

    李凯;罗永春;王稳;邱建平;康龙;

    用真空电弧熔炼方法制备了Zr1-xScxMn0.6V0.2Ni1.2Co0.1(x=0~1)AB2型储氢合金,研究了Sc元素替代Zr对合金的微观组织结构、气态储氢及电化学性能的影响。研究结果表明,Zr1-xScxMn0.6V0.2Ni1.2Co0.1合金主要是由FCC型C15相、CsCl型结构的(ScZr)Ni相和少量的Ni10Zr7相组成,随Sc含量的增加,C15相丰度逐渐减小,(ScZr)Ni相丰度逐渐增加,当x=0.2时Ni10Zr7相基本消失;Sc元素对合金的首次气态吸氢动力学行为影响较大,随Sc含量的增加,合金吸氢动力学性能逐渐变缓,但吸氢容量逐渐提高,直至达x=1.0时的最大吸氢量1.87%;Sc元素对合金吸氢PCT曲线平衡氢压的影响规律不明显,随Sc含量增加,合金氢化物的形成焓ΔH从-26.66 kJ.mol-1逐渐减小到-8.14 kJ.mol-1。Sc元素的加入可明显改善合金电极的活化性能,提高放电容量,随Sc含量的增加,合金电极最大放电容量从x=0时的350.3 mAh.g-1增加到x=1时的429.8 mAh.g-1,呈先减小后增大的趋势,但电极容量的保持率S100随Sc含量增加而快速下降。

    2013年04期 v.31;No.144 442-449页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K]
  • Eu(TTA)_3AA-NBR/PVP同轴超细纤维的制备及荧光性能研究

    王成;温世鹏;姚璐;刘力;

    用同轴静电纺丝制备了含有稀土铕配合物(Eu(TTA)3AA)的芯-壳结构的丁腈橡胶/聚乙烯吡咯烷酮(NBR/PVP)超细荧光纤维。考察了在外层PVP纺丝参数不变的情况下,改变芯层丁腈橡胶纺丝液的纺丝速度、Eu(TTA)3AA含量等对纤维形貌的影响。通过研究Eu(TTA)3AA-NBR/PVP同轴超细纤维中Eu(TTA)3AA微观结构、含量与纤维的荧光性能之间的关系,发现在同轴纤维形成过程中由于溶剂的快速挥发可使Eu(TTA)3AA形成无定形结构,进而在纤维中形成分子簇级别的分散,在Eu(TTA)3AA含量为30%时,同轴纤维比Eu(TTA)3AA粉末的荧光强度提高了2倍。

    2013年04期 v.31;No.144 450-456页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
  • Lu_2O_3和Lu_2O_3:Eu~(3+)单分散球形粉体合成及其荧光性能研究

    马畅;李晓东;董宇;刘绍宏;朱琦;李继光;霍地;孙旭东;

    以Lu(NO3)3和尿素为原料,采用均相沉淀法合成镥盐前驱体,研究Lu3+浓度、尿素/Lu3+摩尔比R对前驱体形貌的影响。结果表明,在反应温度为95℃时,低Lu3+浓度有利于单分散球形粉体的合成,并且适当的调整R值可将单分散球形颗粒尺寸控制在180~270 nm之间。在此基础之上,研究Eu3+掺杂Lu2O3单分散球形荧光粉体的合成,探讨了Eu3+的掺杂量(1%,3%,5%,7%,9%(原子分数))及煅烧温度(600~1200℃)对颗粒形貌及其荧光性能的影响。结果表明,Eu3+的掺杂使所得(Lu,Eu)盐前驱体颗粒尺寸远小于单纯的Lu盐前驱体,且Eu含量对荧光粉的荧光强度有着显著的影响,荧光淬灭浓度为5%。在考察的煅烧温度范围内,荧光粉的荧光强度随煅烧温度的提升而增强。

    2013年04期 v.31;No.144 457-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K]

稀土应用

  • 镧掺杂对Ti/Sb-SnO_2阳极电催化性能影响的研究

    毕强;薛娟琴;于丽花;汪丛;于芳蕾;

    元素掺杂是一种有效改善电极性能的手段。为了提高钛基锡系形稳阳极的催化活性,La被作为一种改性剂掺杂在Ti/Sb-SnO2电极的涂层中。掺杂改性后电极涂层的形貌通过SEM及XRD进行了检测;并通过EDS检测了涂层中各元素的组成比例;利用电化学阳极极化曲线(LSV)测试了电极的电化学性能。利用掺杂改性后的电极和未改性电极电解处理模拟对硝基苯酚(p-NP)废水,在相同条件下,掺杂La改性后电极处理废水的降解率为92.8%,远高于未改性电极处理废水的降解率(72%)。实验表明,稀土La改性后的Ti/Sb-SnO2电极在处理p-NP废水的优越性相当明显。

    2013年04期 v.31;No.144 465-472页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
  • SOFC阴极材料LSM的合成及性能研究

    张莉;白耀辉;刘江;

    分别采用固相法、甘氨酸-硝酸盐燃烧法和溶胶-凝胶法制备了固体氧化物燃料电池阴极材料La0.8Sr0.2MnO3(LSM)。将合成的粉体在不同的温度下烧结,并通过XRD确定粉末成相最低烧结温度为900℃;利用扫描电镜(SEM)对合成的粉体进行微观结构的观察和分析;采用Van-der Pauw四电极法测量片状阴极的直流电阻进而计算电导率;采用三电极法研究LSM阴极材料的电化学性能;结果表明,溶胶-凝胶法制备的LSM阴极与电解质的界面阻抗最小。同时,将3种方法制备的LSM应用到多孔阳极支撑型的固体氧化物燃料电池上,制备成全电池,并采用四电极法对全电池的输出性能进行测试分析,结果表明,溶胶-凝胶法制备的LSM阴极材料电化学性能良好,最大输出功率密度达317mW.cm-2。因此,溶胶-凝胶法合成的LSM粉末能够有效满足固体氧化物燃料电池阴极材料的要求。

    2013年04期 v.31;No.144 473-481页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
  • 镁电解槽中制备镁稀土合金的电解工艺及机制研究

    牛晓东;邱鑫;孙伟;田政;孟健;安健;

    在模拟镁电解槽中,采用电解法制备出稀土含量<10%的镁稀土合金;研究了熔盐中RECl3和CaCl2的含量、电解温度和阴极电流密度对合金中RE含量和电流效率的影响。并采用循环伏安实验和还原实验研究电解制备镁稀土合金的机制。研究结果表明,电解制备镁稀土合金最佳的工艺条件为:熔盐中RECl3和CaCl2的含量分别为3%和10%(质量分数),电解温度为948 K,阴极电流密度约为8 A.cm-2。其电解过程机制为:阴极上只电解出金属镁,而后金属镁把稀土元素还原出来,形成镁稀土合金。

    2013年04期 v.31;No.144 482-487页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K]
  • 金属铈表面氧化还原过程的原位拉曼光谱研究

    吕俊波;郭淑兰;李赣;

    采用显微拉曼光谱仪原位监测了金属铈表面的氧化和还原过程。2132和2239 cm-1处尖锐Ce3+电子散射峰的出现及462 cm-1处CeO2特征振动峰的消失表明,在高温、高真空条件下金属铈表层的CeO2已转变为Ce2O3。根据1503,1796和2113 cm-1处多个Ce3+电子散射峰及CeO2特征振动峰强度随时间的变化关系,可将金属Ce在空气中的氧化过程分为3个阶段,首先不同价态铈氧物层均快速增长,随后外层的CeO2陷入停顿,含Ce3+的铈氧物层继续增长,最后随着3603 cm-1处OH-的出现,CeO2再次快速增长。

    2013年04期 v.31;No.144 488-494页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]

稀土应用 A

  • LaCl_3对硝态氮供应下小麦根系生长的影响

    江华波;王盛锋;高丽丽;陈磊;黄金生;乙引;汪洪;

    选择石麦15、衡观35两个品种小麦为供试作物,进行营养液培养,研究不同浓度硝态氮供应下Ca2+通道阻断剂LaCl3对小麦苗期根系形态特征的影响。结果表明:添加Ca2+通道阻断剂LaCl3后,3种浓度硝态氮处理的小麦根系初生根长度、侧根长度、根系总长度、侧根平均长度均较不添加LaCl3处理显著变短;直径(>0.45 mm)范围内根系所占比例增加。不施用硝态氮条件下,与不添加LaCl3处理相比,LaCl3处理对小麦植株地上部NO3-含量变化不大,但一级侧根数量明显减少,2.5和50.0 mmol.L-1硝态氮施用时,LaCl3处理侧根分布密度增加,衡观35较石麦15更明显。结论初步认为:Ca2+通道阻断剂LaCl3施用,影响小麦根系生长发育:根系伸长受抑,根系变粗,若施用硝态氮,侧根数量分布增加。

    2013年04期 v.31;No.144 495-502页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]

稀土地矿

  • 内蒙古准苏吉花铜钼矿床稀土元素特征及对成矿作用的约束

    席明杰;马生明;朱立新;弓秋丽;

    准苏吉花高-中温热液脉型铜钼矿床是近年来中蒙边境新发现的众多中型铜钼矿床之一,矿体主要赋存在二叠纪花岗闪长岩中,仅少量产于宝力高庙组变质粉砂岩中,多呈透镜状产出,具尖灭再现现象。矿床稀土元素组成特征表明:花岗闪长岩和闪长岩脉稀土配分模式相似,表现为强负Eu异常和极弱或无负Ce异常,为同源岩浆演化的产物。变质粉砂岩稀土组成与岩浆岩截然不同。辉钼矿矿石稀土元素组成大致可分为两组:一组矿石表现为明显的负Eu异常,Ce表现为由弱异常过渡为无异常的特征,与矿区花岗闪长岩稀土组成相似;另外一组矿石表现为弱负Eu异常和极弱负Ce异常,介于花岗闪长岩与变质粉砂岩稀土元素组成之间,暗示成矿过程中岩浆热液与地层之间发生了水/岩交换。说明区内成矿物质一部分来源于花岗闪长岩,另一部分来源于宝力高庙组变质粉砂岩。矿石δEu值指示矿石沉淀于高温、低氧的相对还原环境。

    2013年04期 v.31;No.144 503-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]