综合评述

  • 稀土掺杂纳米TiO_2的研究进展

    钟琦;王彬彬;黄紫彬;黄凯龙;

    在过去的几十年里,TiO_2纳米晶因为禁带较宽,对387.5 nm以下的紫外光有很强的吸收能力,光生载流子复合率高、无毒、廉价,且化学稳定性好等优点已在光电器件、光通信和环境等领域广泛的研究和应用。然而TiO_2因没有连续的或者丰富的能级来提供发光、发光性质单一等缺点限制了TiO_2的应用。本文总结了近几年稀土掺杂TiO_2纳米晶发光材料的研究工作,回顾了稀土掺杂TiO_2纳米晶的制备方法以及其在光电器件、光通信、光催化等方面的研究进展,并就稀土掺杂TiO_2研究中存在的问题和发展进行了思考和展望。

    2016年04期 v.34;No.162 385-395页 [查看摘要][在线阅读][下载 138K]

稀土发光

  • 铽β-二酮配合物复合离子凝胶的合成及其发光性质的研究

    李银艳;徐时清;

    离子凝胶是一种将离子液体固定在Si-O基质凝胶材料中的新型离子液体固态材料。首先通过溶胶-凝胶法合成均匀透明的离子凝胶材料,然后利用离子液体这一良好溶剂及其在凝胶材料中的可循环性,通过提取离子液体及再吸附稀土铽配合物与离子液体的溶液,实现铽配合物在离子凝胶材料中均匀稳定的掺杂。合成了两种铽β-二酮配合物复合离子凝胶材料并研究材料光致发光性能,发现复合材料中铽配合物保持了Tb(Ⅲ)的特征发射,其荧光寿命在复合材料中略变短,该复合材料方法简单,合成条件温和且环保,材料的合成为稀土配合物的应用提供了又一类新型复合材料。

    2016年04期 v.34;No.162 396-402页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]

稀土催化

  • 铈和镨改性Ni/Al_2O_3催化剂对甲醇水蒸气重整制氢的影响

    李晓峰;王晶;张磊;雷燕秋;刘攀;陈然;陈柯臻;何素芳;罗永明;

    考察了Ni/Al_2O_3,Ce和Pr改性Ni/Al_2O_3催化剂在甲醇水蒸气重整制氢过程中的性能。研究结果表明:稀土的添加可增加H2的选择性并降低CO的选择性。Pr改性Ni/Al_2O_3催化剂表现出最好的催化性能,Ni的最佳负载量为10%(质量分数)。在相同的反应条件下(反应温度为350℃和水醇摩尔比=3∶1),Ni/Al_2O_3与Pr改性的Ni/Al_2O_3催化剂的甲醇转化率相当,但Pr改性的Ni/Al_2O_3催化剂H_2的选择性从64.5%提高到了75.6%,相应的CO选择性则从31.4%降低到了4.5%。H2选择性随着水醇摩尔比的增加而升高,当水醇摩尔比为6∶1时,几乎没有CO产生。XRD和TPR表征结果表明:Pr的添加不仅促进了Ni在载体上的分散而且促进了Ni的还原,从而有利于催化性能的改善。

    2016年04期 v.34;No.162 403-410页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
  • La~(3+)的掺杂量对负载型硅钨杂多酸的催化性能影响

    李凝;高新航;张晓华;芦超;

    用HCl酸化-乙醚萃取分别制备了La~(3+)掺杂量不同的硅钨杂多酸,并将其负载在碳纳米管上,同时用XRD,FT-IR,SEM,TG,程序升温技术和微反色谱装置等对制备的催化剂结构、形貌、酸种类、热稳定性、吸附性能和活性等进行了表征和评价。结果表明:掺杂La~(3+)后的负载型硅钨杂多酸保持Keggin结构,表面同时具有B酸和L酸中心,La~(3+)掺杂量主要影响L酸中心的数量,其中SiWLa-0.2具有较强和较多的L酸中心,SiWLa-0.15具有较强的B酸中心;较强的B酸中心有利于α-蒎烯发生解离附态。La~(3+)掺杂量影响α-蒎烯异构化反应的产物分布,其中SiWLa-0.20催化剂中α-松油烯含量为61.65%,表明L酸中心有利于单环萜烯的生成。

    2016年04期 v.34;No.162 411-417页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K]

稀土新材料

  • 异质结型La_2Ti_2O_7/TiO_2复合纳米纤维的制备及光催化降解

    曹铁平;李跃军;梅泽民;

    以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为模板和反应物,采用水热法合成了具有异质结构的La_2Ti_2O_7/TiO_2复合纳米纤维。将其作为光催化剂,在紫外光和可见光环境中,对模拟有机污染物罗丹明B进行光催化降解。采用XRD,SEM和HRTEM等分析测试手段对样品的组成及形貌进行表征,通过UV-vis漫反射光谱表征其光吸收性能及禁带宽度,测试光催化性能。结果表明:TiO_2纳米纤维形貌得以完好保持,La_2Ti_2O_7纳米晶粒均匀地生长在TiO_2纳米纤维表面形成异质结,减小了TiO_2的带隙宽度,光催化活性提高,光谱响应范围拓宽到可见光区。在紫外光和可见光下均具有良好的光催化活性。

    2016年04期 v.34;No.162 418-424页 [查看摘要][在线阅读][下载 347K]

稀土金属学与火法冶金

  • 热挤压AM50GdX镁合金的腐蚀力学性能研究

    杨淼;张志义;韩现龙;刘耀辉;

    通过SEM、光学显微镜、失重测量、拉伸测试等方法研究了热挤压加工对不同Gd含量的AM50GdX镁合金的显微组织及腐蚀力学性能的影响。结果表明:热挤压后,合金内部出现了具有方向性的平行纤维变形组织;随着Gd含量的增加,AM50GdX镁合金组织中β-Mg_(17)A_l(12)相数量减少而Al_2Gd_3相数量和体积增加;1%Gd元素对合金耐蚀性提升作用最大;热挤压处理使合金的晶粒细化,从而使拉伸强度提升了接近50%;由于热挤压处理和1%Gd元素的存在大大改善了AM50镁合金的腐蚀剩余强度性能。

    2016年04期 v.34;No.162 425-431页 [查看摘要][在线阅读][下载 663K]
  • 铈对Cu-Zr合金热变形激活能和性能的影响

    田卡;田保红;张毅;刘勇;宋克兴;杜勇;

    在Gleeble-1500D热模拟机上对Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金在变形温度分别为550,650,750,850和900℃,应变速率分别为0.001,0.010,0.100,1.000和10.000 s~(-1)条件下进行等温热压缩实验,分析了Ce对Cu-1%Zr合金热变形激活能的影响。通过透射电子显微镜,研究了合金在时效过程中的析出相和位错组态。结果表明:Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金具有相似的热压缩变形特征。高Zr和微量Ce的添加使Cu-Zr合金的热变形激活能显著提高。与Cu-1%Zr合金相比,添加0.15%Ce使合金的热变形激活能提高了约34%。添加Ce,使导电率下降了约5%IACS,显微硬度略有提高。通过导电率的变化,计算出时效过程中析出相体积分数,求得550℃时合金的析出动力学方程和导电率方程。

    2016年04期 v.34;No.162 432-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]

稀土应用

  • 铈元素对H13模具钢等向性能影响的研究

    邓开国;李长荣;杨远梅;

    对H13热作模具钢进行了Ce元素处理,配合等温球化热处理工艺,开展了对H13钢等向性能的研究。采用JBN-300摆锤式冲击试验机对冲击韧性进行了检测,采用MICROHARDNESS TESTER HV-1000显微硬度仪对显微硬度进行了检测。结果表明:随Ce含量的增加,H13钢的横、纵向力学性能呈先增加后减小的趋势,当Ce含量为0.05%时钢的等向性能有大幅提高且达到最大值91.10%;Ce元素对显微硬度影响不大;添加Ce元素钢的等向性能都有不同程度的增加。

    2016年04期 v.34;No.162 439-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 156K]
  • 稀土铁合金电解槽电热场数值模拟

    刘庆生;王建鲁;汤卫东;

    固体自耗阴极电解法制备稀土铁合金,自耗阴极不断被消耗,阴极形状发生变化,对电解槽的生产造成影响。针对此现象,利用ANSYS有限元软件建立了不同阴极形状、极距及插入深度的稀土电解槽模型,进行了电场温度场的数值模拟,研究发现:阴极端部变尖,电流密度及电场强度减小,温度和热流密度下降,降低了生产效率。在自耗阴极电解槽模型下,极距的减小及插入深度的加深,使电流分布更均匀,发热量增加,温度升高,提高了电解效率。并采用热电偶测量温度对数值模拟进行验证,比较可知实测值与模拟值大体相同,表明了模拟的准确性。

    2016年04期 v.34;No.162 444-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 626K]
  • ICP-MS/MS直接测定高纯Eu_2O_3中超痕量的铥、砷、硅

    徐芝亮;吴海燕;张智怡;刘永林;

    运用三重串联电感耦合等离子质谱(ICP-MS/MS)仪直接测定高纯Eu_2O_3中超痕量的Tm,As和Si。采用H_2的原位质量法和O_2质量转移法,有效克服了基体对待测元素的干扰。通过优化仪器参数得到Tm,As和Si的背景等效浓度分别为0.0005763,0.08435,8.268μg·L~(-1)。在选定条件下,样品加标回收率为95.74%~103.82%,相对标准偏差(RSD)为0.22%~4.38%。本方法简单实用,能够满足纯度99.999%以上的高纯Eu_2O_3中杂质元素的快速测定。

    2016年04期 v.34;No.162 453-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
  • 镧、铈改性沸石对污水除磷性能和机制的比较研究

    崔有为;李杰;杜兆富;

    稀土改性沸石除磷作为一种高效的除磷吸附剂已经被广泛地关注。但是,La和Ce改性沸石在吸附性能和除磷机制上的差异却未见报道。通过制备La和Ce改性商业购天然斜发沸石颗粒用于废水除磷,比较了二者的吸附能力、吸附动力学、物理性质、晶型、表面特征。研究表明:经过La和Ce改性的沸石吸附量提高了将近10倍,Ce改性沸石的吸附量略高于La改性沸石的吸附量。动力学拟合结果表明:La改性沸石对磷的吸附更符合伪二级动力学方程,而Ce改性沸石对磷的吸附更符合伪一级动力学。电镜和能谱分析发现Ce的负载量高于La的负载量。La和Ce都堆积在沸石表面,并未浸渍到沸石的孔径中。由于Ce在沸石表面的大量堆积增加了其比表面积,提高了其对磷的吸附能力。La和Ce改性沸石都形成了相同的晶体,二者具有相同的除磷机制。

    2016年04期 v.34;No.162 460-468页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
  • 镧对金银花若干生理生化指标及叶绿体超微结构的影响

    田仲鹤;郭绍芬;李淑芹;孙清新;曹璐;

    以金银花(Lonicera japonica Thunb.)为试验材料,采用水培试验方法,研究了不同浓度镧(La)处理对药用植物金银花若干生理生化指标及叶绿体超微结构的影响。实验结果表明:低浓度的La对金银花叶片的抗氧化酶系统(POD,SOD)的活性和光合指标有明显的促进作用,同时,还可有效降低金银花叶片中MDA和H_2O_2的含量,保护质膜系统的结构和功能;而高浓度的La则抑制了金银花叶片的抗氧化酶活性和光合作用;增加叶片中MDA和H_2O_2的含量,对膜系统产生伤害效应;此外,低浓度的La处理对金银花的叶绿体超微结构有轻微的改善作用,反之,高浓度La处理会破坏叶绿体超微结构和膜系统,使其膨胀解体,导致植株的光合作用受到抑制。在La浓度为30 mg·L~(-1)时,抗氧化酶系统(POD,SOD)的活性和光合指标最大,MDA和H_2O_2的含量最小,对金银花生长最有利,抗逆性最强。

    2016年04期 v.34;No.162 469-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]

稀土地矿

  • 直接还原熔分-酸浸出处理稀土复合铁矿实验研究

    佘雪峰;王静松;丰富;王广;薛庆国;

    采用高温直接还原熔分工艺处理白云鄂博稀土复合铁矿,在1400℃条件下还原12和15 min,可得到含Fe 94.35%~95.20%的珠铁和含稀土9.71%~10.55%的富稀土渣。直接还原熔分过程未添加CaCO_3获得的稀土渣其稀土相以Ce_(4.667)(SiO_4)_3O析出,当配加5%的CaCO_3时,稀土富集相转变为铈磷灰石(Ca_3Ce_2[(Si,P)O_4]_3F),但两种稀土富集相均属于硅酸盐系。将获得富稀土渣磨碎至<74μm并置于HCl中浸出,实验结果表明:在HCl浓度1 mol·L~(-1),浸出时间2 h,固液比为1∶14和环境温度50℃时,稀土浸出率均能达到95%以上,还原熔分过程未添加CaCO_3设定还原时间12和15 min或还原熔分过程加入5%CaCO_3还原时间12 min,富稀土渣中Th的浸出率从21.92%分别增加到31.43%和51.58%。

    2016年04期 v.34;No.162 477-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 363K]
  • 白云鄂博矿脱磷选铁及部分回收稀土、铌的新工艺

    吴旭;王建英;李保卫;张铁柱;王介良;

    为了直接利用白云鄂博原矿冶炼钢提供低P的铁精矿,并同时回收其他有价元素。针对含P 1.05%,含Nb 0.19%的原矿进行了反浮选-弱磁选试验,采用油酸钠为捕收剂,在碱性条件下去除大部分磷灰石和稀土矿物,再对反浮选尾矿经弱磁选得到了含P 0.046%品位为68%的低P铁精矿,Fe回收率达80%;从磁选尾矿可回收回收率44.06%品位0.65%的Nb矿。同时从反浮选产品回收相当原矿91.15%,品位12%的稀土矿物。因此本实验提供了一种获得低磷铁精矿,并部分回收稀土、Nb的新工艺。

    2016年04期 v.34;No.162 486-493页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
  • 贵州阿哈湖溶解态稀土的垂向分布及形态特征

    王思梦;李军;李勇;朱兆洲;

    以中国西南季节性缺氧湖泊阿哈湖为主要研究对象,采用液-液萃取及ICP-MS测试技术,对湖泊不同深度水体中稀土元素进行分析。研究结果表明:随着阿哈湖水体深度增加,从表层至湖上层下部溶解态稀土浓度急剧升高,从湖上层底部至温跃层顶部稀土浓度快速降低,从温跃层上部至湖下层上部溶解态稀土浓度逐渐降低。湖泊颗粒物表面有机碳的矿化作用是造成溶解态稀土在湖上层浓度急剧升高的主要原因,胶体的絮凝作用使溶解态稀土在湖上层底部至温跃层顶部浓度急剧下降,在温跃层上部至湖下层上部水体中,由于新生成的MnO_2吸附作用使溶解态稀土浓度持续下降。形态模拟结果显示,溶解态稀土主要是以稀土有机结合态和稀土碳酸盐结合态两种形式存在。稀土有机络合物占总溶解态的比例遵循以下规律:湖上层>温跃层>湖下层;LREE-DOC>MREE-DOC>HREE-DOC。

    2016年04期 v.34;No.162 494-503页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
  • 岩溶地下河系统中表层土壤稀土元素含量及分布特征

    樊连杰;裴建国;赵良杰;林永生;卢丽;王喆;

    以桂林寨底地下河系统中表层土壤为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)进行稀土元素测试分析,开展了稀土元素地球化学研究,研究结果表明:研究区内土壤稀土元素总量∑REE分布范围为117.82~451.98μg·g~(-1),平均为312.30μg·g~(-1),变化范围属中等分异型,高于中国大陆的土壤稀土元素总量背景值。轻稀土总量LREE高于中国大陆土壤LREE背景值,重稀土总量HREE略低于中国大陆土壤HREE背景值。LREE/HREE平均值为7.86,与北美页岩LREE/HREE值7.47相接近。土壤样品的北美页岩标准化曲线具有略轻稀土富集的右倾特征,Ce和Eu均表现出微弱的负异常特征,与研究区内成土母岩有一定的关系。虽然成土母岩决定着土壤中稀土元素的初始含量,但最终含量还受到其他因素的影响。

    2016年04期 v.34;No.162 504-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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