综合综述

  • 废弃荧光粉中稀土元素的回收技术现状与发展趋势

    赵卓;徐桂丽;

    废弃稀土荧光粉的回收利用对我国稀土资源的可持续发展和环境保护有重要意义。目前的回收工艺主要有直接回用和从其中回收稀土元素。直接回用以制造新的荧光粉是最理想的方案,但废弃荧光粉中杂质较多,需提纯分离,然而目前的风力分选和离心分离效率低,直接萃取法步骤多,污染严重。从废弃稀土荧光粉中回收稀土元素主要包括超临界CO2萃取和浸出后回收。前者反应迅速,回收率高,但对反应设备要求高,投资大;后者成本低,市场前景好,难点是荧光粉中的铝镁尖晶石结构难以破坏,导致Ce和Tb浸出率低,且浸出液难以循环使用。已有研究表明碱熔可破坏铝镁尖晶石结构,但由于后期采用酸浸,酸耗会增大。综上所述,今后研究应在浸出后回收工艺的优化方面引起重视,集中于寻找可经济高效破坏铝镁尖晶石结构的试剂,同时解决浸出液的循环使用,以实现废弃三基色荧光粉的绿色高效回收。

    2015年06期 v.33;No.158 641-649页 [查看摘要][在线阅读][下载 894K]

稀土发光

  • WO_4~(2-)掺杂SrMoO_4:Eu,Li红色荧光粉的制备与发光性能研究

    庄李强;辛浩;黄月霞;王德强;

    在SrMoO_4:Eu,Li中引入WO_4~(2-),采用预先球磨、再热处理的高温固相合成法制备了白光LED用红色荧光粉Sr(MoO_4)_(1-x)(WO_4)_x:Eu,Li,利用XRD,分子荧光光谱仪等对其进行了研究。XRD分析表明,钨酸盐的引入没有改变SrMoO_4:Eu,Li的物相结构;荧光光谱测试发现,该荧光粉能有效地被396和466 nm激发,其主发射峰值位于615 nm(Eu~(3+)离子的~5D_0→~7F_2跃迁)的红光,且钨酸盐的引入不改变样品的激发光谱和发射光谱,加强了其发光强度。此外,文章还详细探讨了烧结温度对该体系荧光粉发光性能的影响。

    2015年06期 v.33;No.158 650-656页 [查看摘要][在线阅读][下载 1028K]
  • 白色荧光粉KCaY_(1-x)(PO_4)_2:xDy~(3+)的制备及真空紫外发光特性

    张锂;韩国才;

    一种新型具有六方晶系的KCaY_(1-x)(PO_4)_2:xDy~(3+)(0<x≤0.10)白色荧光粉采用固相法被成功合成,研究了其在真空紫外激发下的发光特性。结果表明,在147 nm激发下,样品主要呈现472 nm的蓝色和578 nm的黄色发射,在578 nm监控下的激发光谱表明基质和激活离子间存在着一定的能量转移现象,因此通过固相反应制备的单一体系单一激活离子的白色荧光粉KCaY_(1-x)(PO_4)_2:xDy~(3+)(0<x≤0.10)将在无汞荧光灯上有潜在的应用价值。

    2015年06期 v.33;No.158 657-662页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K]
  • Nd/Eu混合稀土配位聚合物的原位合成及光致发光性质研究

    邓圣军;陈杰;钱浩;张宁;

    在溶剂热条件下合成了系列混合稀土草酸配位聚合物Nd_xEu_(1-x)(C_2O_4)_(1.5)(H_2O)_3·2H_2O,配体α-酮戊二酸经过原位分解生成了草酸。利用X射线单晶衍射、傅里叶变换红外、热重、X射线粉末衍射和荧光光谱等对配位聚合物的结构、热稳定性及光致发光性能进行表征测试。研究结果表明:稀土Nd~(3+)能够替代Eu配位聚合物中的部分Eu~(3+)。当引入Nd~(3+)为3.66%时,配位聚合物中Eu~(3+)的发光发生能量转移淬灭;当Nd~(3+)为16.63%时,配位聚合物中Eu~(3+)的发光发生能量转移淬灭不明显。

    2015年06期 v.33;No.158 663-669页 [查看摘要][在线阅读][下载 927K]
  • 偕胺肟-Dy(Ⅲ)稀土配合物纤维的制备及荧光性能研究

    胡承功;徐珍珍;王孙琳;陶旭晨;

    以偕胺肟纤维(AOCF)和稀土Dy(Ⅲ)离子为原料,进行配位反应,制备了偕胺肟-Dy(Ⅲ)稀土配合物纤维。探讨了在不同的反应时间下,配合物中稀土Dy(Ⅲ)离子含量的变化;对其形貌进行了SEM观察,采用了红外光谱、XPS分析对其结构进行了表征;对配合物进行了荧光测试,研究了其荧光性能。结果表明:配合物纤维的形貌变得粗糙;随着反应时间的变化,AOCF与Dy(Ⅲ)配位逐渐达到饱和,配合物吸收峰发生了位移,电子结合能也发生了改变;在一定的激发波长下,纤维表现出良好的荧光性能。

    2015年06期 v.33;No.158 670-675页 [查看摘要][在线阅读][下载 899K]
  • 氧分压对ZnO:Eu~(3+),Li~+薄膜结构和光学性质的影响

    董艳锋;李清山;

    利用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备了ZnO:Eu~(3+),Li+薄膜,分别通过XRD谱和光致发光(PL)谱测试研究了氧分压不同时薄膜结构和发光性质。XRD谱研究表明,所有样品均仅出现ZnO基质的(002)衍射峰,说明Eu~(3+)已进入ZnO基质晶格,没有单独形成结晶氧化物。PL谱研究表明,当用325 nm的光激发样品时,样品的发光仅由ZnO基质的紫外发光和绿光发射组成,没有出现稀土Eu~(3+)的特征发光峰。当用395 nm的光激发样品时,在594和613 nm处出现两个明显的Eu~(3+)特征发光峰,分别属于Eu~(3+)的磁偶极跃迁(~5D_0→~7F_1)和电偶极跃迁(~5D_0→~7F_2),而且随着氧压的增加,594 nm处的发光峰强度变化不大,但613 nm处的发光峰强度明显增强。

    2015年06期 v.33;No.158 676-681页 [查看摘要][在线阅读][下载 543K]

稀土催化

  • 铈改性纳米Ti/SnO_2-Sb_2O_3电极的制备及催化性能

    周新新;

    以SnCl_4·5H_2O,Sb_2O_3和Ce(NO_3)_3·6H_2O为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Ce改性Ti/SnO_2-Sb_2O_3电极。通过对Ce改性Ti/SnO_2-Sb_2O_3电极的析氧电位的测试及油田废水降解情况的考察,优化了稀土的掺杂量和热处理方法;分析了电极的电催化氧化能力。借助SEM,EDX和XRD等检测手段对所制备电极的表面形貌、元素组成、晶体结构进行了表征和分析。结果表明:最优掺杂比为Sn∶Sb∶Ce=100∶10∶2.5(摩尔比),最优热处理方法为方法二,此电极对目标有机物COD去除率达到91.2%,发现Ce的掺杂有利于电极催化性能的提高。

    2015年06期 v.33;No.158 682-688页 [查看摘要][在线阅读][下载 1028K]

稀土新材料

  • 低温烧成YAG用前驱体碳酸钇铝铵的合成

    裴浩宇;朱伟;周雪珍;张尚虎;方中心;李永绣;

    以Al(NO_3)_3,Y(NO_3)_3为原料,NH_4HCO_3为沉淀剂,利用共沉淀法制备了能够在较低煅烧温度下形成纯YAG相的前驱体碳酸钇铝铵粉体。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等技术对不同沉淀条件下所得沉淀的组成和过滤性能以及烧成YAG粉体的相纯度和颗粒特征进行了表征。研究了温度、加料方式、陈化和搅拌时间等条件对过滤效率和颗粒表面电位的影响。结果表明:采用简单的将钇铝混合硝酸盐溶液加入到NH_4HCO_3溶液中的反向沉淀法,可以获得易于过滤的碳酸钇铝铵无定型沉淀。这种无定型碳酸钇铝铵前驱体在高温煅烧下形成纯YAG相所需的温度比陈化后的结晶碳酸钇铝前驱体要低200℃。在1100℃下煅烧2 h所得产物为直径在60 nm左右的类球形均匀颗粒。

    2015年06期 v.33;No.158 689-696页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K]

稀土化学与湿法冶金

  • 4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸钕配合物的合成、晶体结构及与DNA作用

    余玉叶;俞世钢;赵国良;

    合成了新型钕配合物[Nd(CH_3COO)(C_4H_3N_2O_2S)_2(H_2O)_2](C_4H_4N_2O_2S=4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸),通过元素分析、红外光谱和热重分析对产物进行了表征,用单晶X射线衍射方法测定了配合物的晶体结构。配合物属于三斜晶系,空间群Pī,晶胞参数:a=0.95486(12)nm,b=1.03280(15)nm,c=1.8244(2)nm,α=92.945(7)°,β=92.582(7)°,γ=94.401(7)°,晶胞体积:V=1.7893(4)nm~3,晶胞内结构基元数Z=4,式量Mr=525.62。晶体结构分析表明,Nd(Ⅲ)分别与来自四个4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸配体的4个羧基氧原子、2个三齿螯合桥联的醋酸根离子中的3个氧原子和2个水分子中的2个氧原子配位,形成九配位的单帽四方反棱柱的配位几何构型。用荧光光谱研究了配体和配合物与DNA之间的相互作用,结果表明,配合物的作用强于配体。

    2015年06期 v.33;No.158 697-704页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
  • 新型LH-01萃取剂在四川氟碳铈矿萃取分离中的应用研究

    魏志雄;田寿同;邵朱强;

    采用新型LH-01萃取剂萃取分离含氟硫酸稀土溶液中Ce(Ⅳ),Th和F,并进行了串级萃取实验。结果表明,采用LH-01-P_(204)协同萃取工艺,Ce(Ⅳ)和F被萃入有机相,经反萃可得纯度为99.5%的CeO_2及99.9%的CeF_3产品,Ce提取率>95%,Th和F的回收率均>90%,富La稀土产品中ThO_2/REO<5×10~(-6),可实现Ce(Ⅳ),Th,F和其他RE(III)的高效清洁分离。新工艺与硫酸全溶解-Cyanex923萃取CeP507分离工艺相比,LH-01-P_(204)协同萃取工艺仅在辅料消耗可节省5800元/(t 100%REO)以上,经济效益显著。

    2015年06期 v.33;No.158 705-711页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K]

稀土金属学与火法冶金

  • 高温合金稀土细化剂的选择及实验研究

    赵志龙;刘瑞瑞;田齐;

    依据高熔点、密度相近和晶格匹配等原则,利用自编高温合金细化剂选取系统,分别甄选出YNi_2Si_2和CeCo_4B两种三元稀土金属间化合物。采用氩弧熔敷的方法,两种稀土金属间化合物分别作为敷材,K4169高温合金作为基材,形成公共熔池并凝固,组织观察发现含Ce和含Y稀土金属间化合物均对基材γ相枝晶生长具有一定的抑制作用;直接浇注试棒铸件实验表明:采用混合稀土细化剂,1470℃浇注,K4169高温合金试样平均晶粒组织由未添加细化剂的3.57 mm降为添加细化剂的0.92 mm。

    2015年06期 v.33;No.158 712-717页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K]
  • Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-(0.1~0.8)Sb合金的显微组织和抗拉强度

    张清;李全安;陈君;张兴渊;

    采用组织分析和拉伸试验,研究了Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-(0.1~0.8)Sb(%,质量分数)合金的显微组织和抗拉强度。结果表明,铸态合金的显微组织由α-Mg基体和Mg_(24)Y_5,Mg_(41)Sm_5,Mg_2Ca,Mg_3Sb_2相组成。随着Sb含量的增加,时效态合金的室温(20℃)和高温(200,250,300,350℃)抗拉强度均先升高后降低,且在Sb含量为0.5%时取得最大值。随着温度的升高,Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的抗拉强度缓慢降低,其抗拉强度稳定性可归因于强化相Mg24Y5显微硬度的稳定性。

    2015年06期 v.33;No.158 718-723页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K]

稀土应用

  • Ag-GDC复合电极的性能及其在直接碳SOFC中的应用

    苑莉莉;蔡位子;张亚鹏;于方永;余亮;刘江;

    制备了Ag与Gd掺杂的氧化铈(GDC)复合的电极材料。采用氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质,Ag-GDC为阴极和阳极,组装成固体氧化物燃料电池(SOFC),采用担载5%(质量分数)Fe的活性炭为SOFC的燃料,对此直接碳SOFC(DC-SOFC)的输出性能及阻抗谱进行测试,并与采用传统阴极(掺Sr的锰酸镧与YSZ的复合材料)的DC-SOFC性能进行了比较,发现Ag-GDC具有更好的性能。采用扫描电镜(SEM)对电池的微观结构进行了分析,并就其对电池性能的影响进行了分析。

    2015年06期 v.33;No.158 724-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 945K]
  • 稀土掺杂对钴着色云母钛珠光颜料的性能影响

    曾珍;徐卡秋;卢二凯;孙杰;

    采用加碱中和液相共沉淀法制备Co着色云母钛珠光颜料,在此基础上进行稀土元素Eu~(3+),Nd~(3+),Ce~(3+)的掺杂以改善颜料的色纯度。用XRD对颜料的结构进行表征,色差仪对颜料的颜色值进行测量,结果表明:Eu_2O_3的掺杂量为1.4%时,钴蓝、钴绿云母珠光钛颜料的饱和度较掺杂之前分别增大13.3%和8.5%;CeO_2的掺杂量为1%时,掺杂对钴蓝着色云母钛珠光颜料效果最好,其饱和度提升约28%,Nd_2O_3随着掺杂量的增加会提高钴绿着色云母钛珠光颜料的饱和度,其提升超过13%。制得的稀土掺杂Co着色云母钛珠光颜料具有极好的的耐热性、耐酸碱性和耐溶剂性。

    2015年06期 v.33;No.158 731-736页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
  • 稀土电解槽内阳极气泡行为的数值模拟

    刘庆生;汤卫东;王建鲁;

    通过混合物模型和阳极气泡聚并与破裂模型的耦合求解,引入标准湍流模型,利用流体力学计算软件FLUENT对稀土电解槽内阳极气泡进行数值仿真模拟,并对比分析了不同时间、不同阳极电流密度和不同极距下阴阳两极间的气泡对槽内流体速度场和槽内含气率分布的影响及规律。由计算结果分析可知:稀土电解槽阴阳两极间中上部区域和电解槽槽底区域表现出对称涡旋流动;阳极电流密度相同时,局部涡旋流动随电解时间逐渐增强、径向含气率逐渐增加,并且在电解后期阳极气泡表现出了聚并和破裂的运动状态;电流的增大使槽内流体的湍流强度增强、气泡的聚并和破裂加强;槽内流体的湍流强度和有效热导率在不同阳极电流密度下的分布曲线均呈现4个单峰分布;当阳极电流密度为1.5 A·cm~(-2)时,槽内流体的湍流强度和有效热导率分布较好;极距和阳极电流密度最合适匹配数值分别为82.5 mm和1.5 A·cm~(-2)。

    2015年06期 v.33;No.158 737-746页 [查看摘要][在线阅读][下载 2728K]

稀土地矿

  • 河南省洛宁龙门店银铅矿稀土元素地球化学特征及地质意义

    庞绪成;郭跃闪;杨剧文;赵定生;张凯涛;赵少攀;

    龙门店银铅矿片麻岩和中性喷出岩具有相似的稀土配分模式,轻稀土富集,曲线右倾。前者稀土总量较低,平均105.99×10~(-6),δEu=0.71~5.59,总体呈正异常;后者稀土总量略高,平均194.81×10~(-6),δEu=0.84~1.08;花岗岩稀土总量较高,平均231.06×10~(-6),具Eu负异常,混合花岗岩及辉绿岩呈正异常;矿石稀土总量相对较低,平均108.5×10~(-6),Eu正异常和负异常交替出现。岩石和矿石均有轻重稀土分异明显的特征。从片麻岩→矿石→辉绿岩→混合花岗岩→安山岩类→花岗岩,稀土元素总量递增,显示了成矿热液对岩浆岩体的淋滤萃取和对围岩的叠加改造。矿体中的Y/Ho=26.29~37.16,集中于27~31,接近陨石比值,表明矿床形成过程中应该有岩浆热液加入,体现后期岩浆热液的特征,稀土元素总量变大。燕山期岩浆热液对矿石组分有一定的改造,Eu正异常和负异常同时出现,矿石稀土元素特征体现出后期叠加岩浆流体的部分反映。结合石英、黄铁矿、方铅矿及围岩的稀土元素配分模式对比,基本确定成矿物质主要来自岩浆热液,即与蒿坪沟岩体关系密切。

    2015年06期 v.33;No.158 747-760页 [查看摘要][在线阅读][下载 2074K]
  • 复合挡土结构在稀土矿山滑坡防治中的应用研究

    陈飞;吴亚星;高阳;王琳;

    风化壳离子吸附型稀土矿床,是中国赣南地区所特有的一种矿床,在开采工艺上主要采用国家推广的第三代原地浸矿法。以江西省龙南县乡标稀土矿山滑坡为例,在对研究区滑坡进行野外实地调查,并结合该稀土矿开采工艺流程、滑坡区地质环境条件,分析总结了滑坡形成机制,主要表现在两方面:岩土性质、结构、坡型、坡度和高差等内因的影响;降雨、地表径流、地下水和浸矿时的注液加压等外部因素的影响。最后进行了"树根桩+锚杆"组合的复合挡土结构设计,以防治离子型稀土矿山滑坡的发生,最大限度地保证了采场工作人员的生命安全,减少了经济损失,提高了开采效益。

    2015年06期 v.33;No.158 761-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 1148K]