资源、分离

  • 串级萃取理论的发展历程及最新进展

    廖春生;程福祥;吴声;严纯华;

    20世纪70年代,徐光宪教授创建了串级萃取理论,建立了稀土串级萃取工艺的最优化参数计算方法。结合计算机技术,又建立了串级萃取工艺的静态参数设计和动态仿真计算技术,实现了工艺设计参数到工业规模生产应用的"一步放大"。近40年来,串级萃取理论及其计算方法始终引领和支撑着中国稀土分离技术的持续发展,同时,萃取工艺技术和装备的进步也不断地促进了该理论的丰富与完善。理论的适用范围由早期的恒定混合萃取比体系发展到非恒定混合萃取比体系,分离流程由两出口发展到三出口、多出口体系,并进一步发展为多入口、多出口的联动萃取工艺;串级萃取工艺的最优化参数计算方法也由两组份体系拓展至多组分分离体系,从单一工艺优化拓展到稀土全分离流程的整体优化。本文简要综述了串级萃取理论发展中的重要工作与应用情况,深入介绍了联动萃取工艺计算及流程优化等方面的最新进展及应用前景。

    2017年01期 v.35;No.165 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
  • 离子液体萃淋树脂及其在稀土分离和纯化中的应用

    刘郁;陈继;陈厉;

    总结了作者及其团队近10年来在离子液体萃淋树脂的制备方法及其在稀土分离中的应用研究进展。离子液体萃淋树脂是一种新型的高效固体分离材料,其制备方法有物理负载法、化学负载法、溶解凝胶法和膜负载法等,所用载体一般为高比表面多孔的高分子树脂、SiO_2等。离子液体萃淋树脂具有离子液体的可设计性,可根据不同的结构需求设计合成出不同性能的离子液体萃淋树脂,同时可以减少萃取剂的流失,适用于高效和高选择性的分离和纯化稀土离子,是溶剂萃取法萃取分离稀土的有效补充和完善。

    2017年01期 v.35;No.165 9-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]

稀土发光

  • 稀土发光材料中的能量传递与发光颜色调控

    李凯;连洪洲;尚蒙蒙;林君;

    白光LED因被认为是下一代的室内照明光源而受到广泛关注。作为白光LED不可或缺的一部分,荧光粉一直是发光材料研究中的重要部分。随着对白光LED性能要求的不断提高,开发具有丰富发光颜色的荧光粉非常重要。而利用激活剂与敏化剂之间的能量传递作用是获得丰富发光颜色荧光粉的一种重要方法。本文综述了近期基于能量传递过程获得不同体系荧光粉的研究进展,其中包括Eu~(2+)-Mn~(2+)/Tb~(3+),Eu~(2+)-Tb~(3+)-Mn~(2+)/Eu~(3+)/Sm~(3+),Ce~(3+)-Mn~(2+)/Tb~(3+)/Dy~(3+)/Cr~(3+)/Pr~(3+)/Eu~(2+),Ce~(3+)-Tb~(3+)-Mn~(2+)/Eu~(3+)/Sm~(3+),Bi~(3+)-Eu~(3+)/Sm~(3+),Tb~(3+)-Eu~(3+)/Sm~(3+),基质-Ln~(3+)等体系,这为稀土荧光粉的进一步研究提供一定的指导作用。

    2017年01期 v.35;No.165 19-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
  • Ce~(3+),Mn~(2+)共掺NaYF_4微米六棱柱的发光性能和能量传递研究

    相广欣;王娇;陆良吉;杨昕昕;张志军;赵景泰;

    通过水热法合成了单分散的六方相NaYF_4:5%Ce~(3+),x%Mn~(2+)(摩尔分数,x=0,5,10,15)微米六棱柱。扫描电镜(SEM)分析表明,样品尺寸均匀,平均长度和平均高度约为2.02μm和700 nm。NaYF_4:5%Ce~(3+),x%Mn~(2+)发光性质的研究结果表明,在激发谱中,245 nm的激发峰来自于Ce~(3+)的4f→5d跃迁;332 nm的激发峰对应于Mn~(2+)的6A1(6S)→4E(4D)跃迁和自陷激子(STE)的激发。在发射谱中,302和422 nm的宽带发射峰分别对应Ce~(3+)的5d→4f跃迁和基质中自陷激子的发光;538和587 nm的宽带发射峰分别对应Mn~(2+)的~4A_1(~4G)→6A1(6S)跃迁和4T1(4G)→6A1(6S)跃迁。随着Mn~(2+)含量的增加,Ce~(3+)的发射强度逐渐减弱,而Mn~(2+)的538 nm(~4A_1(~4G)→6A1(6S))发射峰强度逐渐增强,这表明在NaYF_4基质中,存在Ce~(3+)和Mn~(2+)之间的能量传递。

    2017年01期 v.35;No.165 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
  • 一种新型钕配合物Nd(OXD)_3phen的制备及其近红外发光性质

    邓瑞平;周亮;刘英博;张洪杰;

    合成了一种N,O-型配体2-(5-苯基-1,3,4-噁二唑)苯酚(OXD),以其作第一配体、邻菲罗啉(phen)作第二配体制备了一种新型的钕配合物Nd(OXD)_3phen。通过傅里叶变换红外谱(FTIR)、元素分析、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、激发和发射光谱以及循环伏安(CV)法等手段对其结构和性能进行了表征;实验结果表明:配体和中心离子配位良好,在370 nm光激发下,配合物在869,1058和1355 nm处有典型的Nd3+离子发射峰,分别对应于Nd3+离子的~4F_(3/2)→~4I_(9/2),~4F_(3/2)→~4I_(11/2)及~4F_(3/2)→4I13/2跃迁。另外,通过CV曲线及紫外吸收光谱可以推算出Nd(OXD)_3phen的HOMO/LUMO能级为-5.81/-2.44 e V。

    2017年01期 v.35;No.165 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]

稀土催化

  • 面向小分子转化反应的稀土多相催化材料的研究进展

    郭毓;张亚文;

    稀土元素由于具有强碱性、氧化还原性和高配位数等性质,对于许多化学反应都表现出优异的催化性能。本综述以反应为导向,简要总结了稀土催化剂在醇类氧化脱氢、气体小分子氧化、气体小分子重整等小分子转化反应中的多相催化反应性及其结构-活性的关联关系。稀土元素在多相催化体系中可以作为直接产生催化活性的主催化剂,也可以作为分散活性成分的载体,还可以作为与活性成分发生协同作用的助催化剂。预期实验研究与理论计算的结合将对新型稀土多相催化材料的理性设计和开发提供更可靠的理论基础和实验支撑。

    2017年01期 v.35;No.165 55-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 516K]
  • 铈基NH_3-SCR催化剂研究进展

    宋丽云;何洪;李坚;邱文革;

    NO_x选择性催化还原技术(NH_3-SCR)是当前主流的NO_x控制排放技术。近年来,Ce基催化材料在SCR催化剂的应用受到广泛的关注。目前有大量的文献报道了这方面的研究工作。本文围绕含Ce基催化材料结构、酸碱性、氧化还原能力等因素与SCR脱硝活性之间关系,系统综述Ce基SCR催化剂材料的制备,性能优化、机制和中毒方面的研究,并对其发展趋势进行展望。

    2017年01期 v.35;No.165 69-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
  • 含氟镧铈复合氧化物的制备、结构及性能研究

    杨晓宾;王筠松;郭耘;郭杨龙;王丽;詹望成;卢冠忠;

    La,Ce是丰度最高的稀土元素,主要用于催化和抛光材料。研究了从稀土盐到含F的La-Ce复合氧化物的制备过程,以及La/Ce比例、氟化过程、干燥过程及焙烧温度等对制备的含氟镧铈复合氧化物结构、粒径和形貌的影响。结果表明,用Na F 90℃氟化2 h,经喷雾干燥,采用分段焙烧技术,最终经850℃焙烧后可制备出颗粒分布均匀、团聚少、呈椭球形的含F的La-Ce铈复合氧化物。制备的样品用于旭硝子玻璃的研磨抛光,测得切削率0.115 mm/20 min,样品合格率约为90%。

    2017年01期 v.35;No.165 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 644K]
  • 铈锆复合氧化物负载氧化钌催化甲醇选择氧化合成甲酸甲酯

    陈文龙;刘海超;

    采用等容浸渍法,制备了t-ZrO_2,m-ZrO_2,CeO_2和CexZr1-xO(x=0.05~0.8)负载RuO_x催化剂,研究了载体对RuO_x物种的结构及其催化甲醇选择氧化反应性能的影响。通过XRD,Raman,XPS和H2-TPR等手段对这些催化剂进行表征,发现当Ru表面密度为0.23~0.43Ru·nm-2时,RuO_x物种以高分散形式存在,该结构含有Ru=O键以及与载体之间的Ru-O-S(S表示载体阳离子)键,且其Ru 3d5/2结合能为281.6 e V。这些结果表明高分散RuO_x物种以Ru O2-4结构形式存在。H2-TPR结果表明,CeO_2和CexZr1-xO(x=0.05~0.8)载体相比于tZrO_2和m-ZrO_2载体具有更加优异的氧化还原性能。RuO_x/CeO_2催化甲醇选择氧化反应活性显著优于RuO_x/t-ZrO_2和RuO_x/m-ZrO_2催化剂。随Ce含量增加,RuO_x/CexZr1-xO(x=0~1.0)催化反应活性逐渐增大,反映出氧化还原性载体能够促进高分散RuO_x催化剂的活性。同时,甲酸甲酯产物的选择性也随之升高,反应温度为100℃时,在~20%甲醇转化率下,甲酸甲酯选择性可达81.5%。

    2017年01期 v.35;No.165 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]

磁学和磁性材料

  • 钆基分子基低温磁制冷材料的最新研究进展

    韩松德;刘遂军;章应辉;卜显和;

    分子基低温磁制冷材料因其可能替代稀缺昂贵的3He实现低温制冷而备受关注。由于GdIII具有较大的自旋基态、低自旋激发态和单离子各向同性,Gd基分子基低温磁制冷材料近年来发展迅速。结合本课题组近年来的工作及国内外相关的研究报道,介绍四类Gd基低温磁制冷材料的构筑策略:Gd簇分子基磁制冷材料、Gd基配位聚合物分子基磁制冷材料、Gd-过渡金属簇合物磁制冷材料、Gd-异金属聚合物分子基磁制冷材料;同时也对Gd基低温磁制冷材料的发展趋势予以展望。

    2017年01期 v.35;No.165 101-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K]
  • 钆替代对ErGa化合物磁性和磁热性能的影响

    郑新奇;沈保根;

    磁热效应材料可用作磁制冷,因而引起研究人员的广泛关注。为了提高Er Ga材料的磁热效应性能,用高自旋重稀土Gd原子替代Er Ga化合物中的Er原子,系统研究了Gd替代对其结构、磁性、磁熵变的影响。粉末中子衍射及粉末X射线衍射实验证实,当Gd原子替代量从x=0到1.0时,不改变化合物的晶体结构。磁性测试结果表明,Gd原子的替代不同程度地改变了该材料体系的自旋重取向相变温度及铁磁-顺磁相变温度。基于相变温度的改变,Gd替代对材料的磁熵变峰值、制冷温跨及制冷能力也产生显著影响。Gd替代量x=0.1,0.2,0.3,0.4时,磁熵变温度关系曲线呈现平台状特征,尤其是Gd替代量x=0.2和0.3时,材料的综合性能较好。

    2017年01期 v.35;No.165 113-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 678K]
  • 局域屏蔽库伦修正方法及其对EuX(X=O,S,Se,Te)的应用

    王越超;蒋鸿;

    含有开壳层4f局域电子的稀土材料体系,因其独特的物理化学性质而在基础和应用研究领域受到广泛关注。从第一性原理理论计算的角度,通常的局域密度近似或广义梯度近似下的密度泛函理论(DFT)方法,因为对局域f-电子的描述存在严重的自相互作用误差,难以正确描述这一类强关联体系的基态性质。被广泛地应用于强关联材料的第一性原理计算的DFT+U方法,通常需要人为指定屏蔽库伦作用参数,削弱了它对新体系的预测能力。本工作中,我们在密度泛函理论的框架下,采用Thomas-Fermi模型,发展了一种体系自洽的局域屏蔽库伦修正方法,该方法基于局域空间内的电子密度自洽地获得体系依赖的屏蔽作用参数。将该方法应用于研究Eu X(X=O,S,Se,Te)体系的电子能带结构和磁性质,取得了较为合理的结果,验证了方法的有效性。

    2017年01期 v.35;No.165 124-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]

稀土新材料

  • 稀土功能化纳米材料在荧光探针及生物成像领域中的应用

    谢雨洁;柳亮亮;唐瑜;

    纳米技术近年来发展迅速,各种纳米材料在现代科学和技术中扮演着重要的角色。然而,单一功能的纳米材料其应用往往是比较有限的,为了赋予纳米粒子更加丰富与高效的功能应用,功能复合的纳米材料成为了一个重要的研究热点。稀土离子由于其特殊的光学及磁学性质而受到了广泛的研究。近年来研究表明,利用稀土离子对纳米材料进行功能化可以有效地提高稀土离子的稳定性,同时赋予纳米材料更加丰富的功能。这种复合纳米粒子从很大程度上扩展了传统纳米材料的应用范围,使其在生物成像、识别、检测、治疗等众多领域都有着重要的应用价值。本文综述了不同纳米材料与稀土离子复合的研究进展,探讨了各种稀土复合纳米材料的设计思路,为进一步研究多功能稀土复合纳米粒子提供了理论基础。

    2017年01期 v.35;No.165 135-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 629K]
  • 利用稀土功能材料调控细胞行为的新进展

    关意佳;曲晓刚;

    稀土掺杂的上转换纳米材料(UCNPs)因其优异的光学性质而备受关注。在组织穿透能力强的近红外(NIR)光激发下,上转换纳米材料能够发射高能量的可见光。长久以来,其应用均集中在检测、成像及光动力学治疗方面。近年来利用上转换纳米材料对于细胞行为进行调控的研究得到了越来越广泛的关注。采用上转换纳米材料调控细胞的行为可以克服传统可见光调控难以治疗深层组织的缺点。主要从上转换纳米材料调控细胞黏附、分化及活性三方面介绍其在调控细胞行为领域的最新研究进展。

    2017年01期 v.35;No.165 152-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K]

稀土应用

  • 三明治型酞菁的稀土配合物构建场效应晶体管

    王天宇;姜建壮;

    信息科技的高速发展使得开发有机小分子半导体越来越成为迫切的现实需求。而基于酞菁分子独特的π共轭体系,超高的稳定性以及稀土元素丰富的电子能级结构,三明治型酞菁的稀土配合物在构建场效应晶体管方面具有很多优势。事实证明,三明治型酞菁的稀土配合物可以用来构建双极性场效应晶体管,其对电子和空穴载流子都有很高的迁移率。而改变三明治型酞菁的稀土配合物的分子结构和自组装纳米结构都可以调控其所形成的分子半导体器件的特点和性能。本文对近期这些非常有意义的研究进展进行了总结。

    2017年01期 v.35;No.165 163-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]

  • 序言——写在徐光宪院士纪念专辑出版之际

    严纯华;

    <正>《中国稀土学报》(中、英文版)的主编徐光宪院士是我国著名的化学家和教育家。他是我国稀土科学领域德高望重的领袖,也是国际稀土科学、技术和产业界的先驱。徐先生1920年11月生于浙江绍兴,1944年获得上海交通大学理学学士(B.S.)学位,1949年和1951年先后获得美国哥伦比亚大学理学硕士(M.S.)和哲学博士(Ph.D.)学位,此

    2017年01期 v.35;No.165 2-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 20K]
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