特约综述

  • 基于荧光粉光转换的白光LED固态照明

    刘峰;潘正伟;张家骅;王笑军;

    近20年来,基于荧光粉光转换的固态照明技术得到了迅速发展。本文试图从一些常见的概念出发,对照明光的评价标准、荧光粉的发光物理,以及光转换设计这几方面进行简要的阐述。这些相关知识的理解无疑会促进白光LED的研发和进一步推广。

    2017年02期 v.35;No.166 171-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]

稀土发光

  • NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的水热合成及发光性质研究

    朱钱生;张敏明;吴彦达;缪菊红;饶伟锋;

    采用水热法制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)离子共掺杂的钨酸钆钠纳米晶(NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)),并在800℃进行了热处理。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)对纳米晶的晶体结构、微观形貌和上转换发光性质进行了表征。XRD结果显示样品属于四方晶系、白钨矿结构。SEM图谱表明所得纳米晶具有较好的分散性,颗粒大小约为50 nm。在980 nm激光激发下,NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶发出546 nm的绿光与660 nm红光,分别对应Ho~(3+)离子的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8能级跃迁。当Nd~(3+)离子掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)时,纳米晶的发光强度最大。随着Nd~(3+)离子掺杂量的增加,红光与绿光的相对强度比逐渐减小,纳米晶的光谱由橙色光向黄色光区域变化。本文对NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的光谱调控和上转换发光机制进行了研究。

    2017年02期 v.35;No.166 183-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
  • Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8中Eu~(3+)和Eu~(2+)的发光行为研究

    周芷萱;吐沙姑·阿不都吾甫;马媛媛;何久洋;艾尔肯·斯地克;

    采用高温固相法制备Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8:12%(摩尔分数)Eu~(3+)荧光粉,在紫外激发下得到红色与蓝色混合系列发光材料。通过调控Ca和Al的比例,结果显示:当x=0.3,即Ca_(0.7)Al_(2.3)Si_2O_8:Eu~(3+)为此发光材料的最佳比例,在λ_(ex)=296 nm激发下Eu~(3+)发光强度最大,λ_(ex)=319 nm激发下Eu~(2+)发光强度最大。有趣的是,在Eu~(3+)的五个特征峰中~5D_0→~7F_4(682 nm)的强度在之前的研究中没有出现与~5D_0→~7F_2(614 nm)相接近,但在我们的实验中观察到在296和319 nm激发下,~5D_0→~7F_4的发光强度与~5D_0→~7F_2已非常接近。通过监测682 nm与614 nm处的荧光寿命分别为1.99和1.84 ms,得出它们属于一个发光中心。通过色坐标的测量,此样品在蓝光区与红光区可进行调节,因此这种材料作为白光LED中的蓝色与红色荧光粉存在潜在的应用前景。

    2017年02期 v.35;No.166 189-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 412K]
  • Eu-草酸-己二酸化合物的合成、结构及发光性能

    王春香;刘芝君;李之锋;陈军;游维雄;蒋鸿辉;

    采用水热法以己二酸(adipic acid)和草酸(oxalic acid)作为混合羧酸配体与稀土Eu~(3+)反应形成一种新型的配位聚合物(Eu_2(ox)_2(ad)(H_2O)_2),通过单晶X射线衍射分析仪和荧光光谱分析仪对其结构、荧光性质和荧光寿命等进行了表征。单晶X射线衍射结果表明:该化合物属于三斜晶系,P-1空间群,a=0.84908(11)nm,b=0.90177(11)nm,c=1.09021(14)nm,α=92.086(2)°,β=91.313(2)°,γ=117.488(2)°。荧光光谱表明:在394 nm的紫外光激发下,样品在617 nm处有一红色特征发射峰,对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁。

    2017年02期 v.35;No.166 197-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]

稀土催化

  • 轻稀土添加对Pt/KL重整催化剂性能的影响

    李建勇;周琢强;

    研究了正己烷、甲基环戊烷在Pt/KL和Pt-RE/KL(RE=Ce,Nd,Sm)催化剂上的反应性能,以cs_2为毒物,研究了稀土对Pt/KL催化剂抗硫性能的影响,用TPR,TPD考察了催化剂的表面性质,用法拉第磁天平测量了催化剂的磁化率。结果表明,轻稀土添加增加了Pt/KL催化剂的正己烷、甲基环戊烷的芳构化选择性,增加了催化剂的抗硫性能,发现添加稀土的催化剂的TPR,TPD的峰温及磁化率均低于Pt/KL催化剂。Pt-RE/KL催化剂的磁化率与正己烷和甲基环戊烷芳构化选择性有对应关系。

    2017年02期 v.35;No.166 203-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]

磁学和磁性材料

  • 钴掺杂对纳米镝铁氧体结构和磁特性的影响

    张茂润;张然;陈静;

    以NH_3·H_2O为沉淀剂,采用液相沉淀法制备出平均粒径约6~11 nm的钴镝铁氧体磁粒子。研究了低浓度Co~(2+)的掺杂对镝铁氧体结构和磁特性的影响,用XRF,XRD,TEM,VSM对样品的构建成分、微观结构、磁性能等进行了表征。结果表明:产物的构建成分主要为Fe_2O_3,Dy_2O_3,Co_3O_4,且其质量分数随Co~(2+)的掺入量不同而改变;Co~(2+)的掺杂不会改变镝铁氧体的微观结构,但磁特性会发生显著变化;随着Co~(2+)掺入量的增大,样品的粒径减小、饱和磁化强度(MS)降低、矫顽力(HC)和剩余磁化强度(M_r)显著提高。

    2017年02期 v.35;No.166 209-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]
  • 热扩渗PrZn合金膜层对烧结NdFeB磁性能与耐热性能的影响

    郭诚君;李家节;杨牧南;周头军;陈金水;饶先发;

    采用直流磁控共溅射技术,在烧结态NdFeB磁体表面沉积一层非重稀土低熔点PrZn合金,在750℃×3 h进行真空热扩渗处理,500℃×2 h进行回火处理,研究此种工艺对磁体的磁性能、耐热性能及显微组织结构的影响。晶界扩散处理后,磁体在保持剩磁和方形度基本不变的情况下,矫顽力由963.96 k A·m~(-1)提高到1317.14 k A·m~(-1),即在原来的基础上增加了36.64%。磁体的耐热性得以提高,α_(Br)和β_(Hcj)均得以改善,α_(Br)由原样的-0.1188%·℃~(-1)降低到扩渗样的-0.1180%·℃~(-1),β_(Hcj)由原样的-0.5533%·℃~(-1)降低为扩渗样的-0.5133%·℃~(-1)。磁体显微组织结构的改善以及成分分布的优化,是晶界扩散处理后磁体矫顽力和耐热性得以改善的最主要原因。

    2017年02期 v.35;No.166 215-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]

稀土新材料

  • Nd~(3+):NaYF_4玻璃陶瓷的能量传递特性

    黄兴勇;林林;熊彦柔;胡旸;肖芸;

    测量了Nd~(3+):NaYF_4玻璃陶瓷的吸收光谱,根据能量传递理论,计算了Nd~(3+)-Nd~(3+)间的能量迁移几率和能量转移几率以及能量传递的微观和宏观参数。结果显示:Nd~(3+)-Nd~(3+)间的能量迁移几率在能量传递几率中占主导作用。随着Nd~(3+)-Nd~(3+)间的距离不断减小,能量传递的微观参数变化不明显,而对于扩散模型和跃迁模型下的能量传递宏观参数,其值随掺杂浓度的增大而增大。

    2017年02期 v.35;No.166 221-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 134K]

稀土化学与湿法冶金

  • 从掺钕钇铝石榴石晶体中回收稀土

    李来超;张榕贵;余煜玺;

    为实现YAG系列晶体生产过程所产生废弃物中的稀土元素的综合利用,以废弃Nd:YAG晶体碎片为原料,经过破碎、碱熔、水洗、酸溶、除杂等一系列工序,得到非稀土杂质较低的氯化钇钕混合溶液,直接作为萃取分离线的原料。实验选用的碱熔融预处理及环烷酸萃取除杂,可有效地将Al与稀土元素分离;而且碱熔融预处理工艺能显著提高废弃Nd:YAG晶体碎片中稀土酸浸出的效率。在最优条件下可回收高达91.3%的稀土元素。

    2017年02期 v.35;No.166 225-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 137K]
  • 改性蔗渣纤维对稀土离子吸附特性研究

    张红云;杨慧珠;薛印;程乾坤;石太宏;

    为了提高甘蔗渣的吸附量,通过均苯四甲酸二酐(PMDA)改性蔗渣纤维制备PMDA-SCB以提高其吸附回收稀土离子的能力。FTIR和SEM表征分析,蔗渣纤维表面接枝了大量的羧基基团,为吸附目标离子提供大量的活性位点。实验结果表明:pH值对吸附剂吸附效果影响较大,最佳pH值为6。PMDA-SCB对La~(3+),Gd~(3+),Y~(3+)的Langmuir等温吸附量分别为74.85,88.90和43.30 mg·g~(-1),是未改性蔗渣SCB的9.2,9.1和10倍。准二级动力学方程能更好地描述吸附方程,其R2大于0.999。PMDA-SCB经过4次吸附解析循环后,其吸附量降低率比较少,说明PMDA-SCB能有效去除并回收废液中的稀土离子。

    2017年02期 v.35;No.166 231-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]

稀土应用

  • 过渡金属氧化物对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)晶体结构的影响

    乐红志;王昕;杨赞中;魏春城;

    以低温燃烧合成工艺制备掺杂粉体,研究过渡金属氧化物(NiO,CuO,MnO_2,V_2O_5等)对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)电解质晶体结构的影响。用XRD,SEM,TEM等检测方法,表征Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)粉体掺杂过渡金属氧化物后晶体结构发生的变化。结果表明:SDC晶体掺杂过渡金属后,晶格发生不同程度膨胀,其中,掺杂NiO和CuO对SDC晶格产生的膨胀效果最为显著。SDC晶体结构的变化,必将引起其离子导电性、热学性能等重要性能的变化。

    2017年02期 v.35;No.166 238-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
  • 新型稀土络合染料的合成及其在毛锦织物上的应用

    冉巍巍;卢涛;李荣龙;王连军;

    以2-氨基-5-硝基苯酚-4-(2'-磺酸基)磺酰苯胺、1-(4'-甲氧基)苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮等为原料,进行重氮化和偶合反应,合成了偶氮染料I_1,在pH等于6,温度70℃条件下与稀土离子和铬离子进行络合反应,制得两种类型的稀土络合物染料(I_1)_2RE或I_1(H_2O)_3RE和一种类型的铬络合物染料(I_1)_2Cr。Eu络合物和Cr络合物染料的吸收光谱图最为接近,但Eu络合物染料在最大吸收光波谱处的吸收强度大,吸收峰窄。合成染料在毛和锦纶织物上的染色性能表明:Eu与Cr络合染料染色织物比其他稀土络合染料染色织物的K/S值大,稀土络合染料染色锦纶耐洗牢度与摩擦牢度较好,与I_1-Cr络合染料相近,特别是在耐洗牢度的原样褪色上有很大提高。稀土络合染料染色锦纶的汗渍牢度的原样褪色、毛锦纶沾色不如Cr络合染料,但略好于I_1。稀土络合染料染色锦纶的各种牢度测试结果相近,但Eu络合染料在汗渍牢度原样褪色上优于Sm络合染料和Nd络合染料,与Cr络合染料接近,有较大应用前景。

    2017年02期 v.35;No.166 246-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K]

稀土地矿

  • 不同风化程度离子型稀土矿赋存特征及浸出规律研究

    黄万抚;邹志强;钟祥熙;黄小林;

    创新在于对同一风化壳矿体的全风化层、半风化层、微风化层进行对比分析其赋存特征,并进行全风化层、半风化层中稀土的浸出试验,分析了浸取剂pH值、浓度、流速、液固比对稀土离子及杂质铝浸出的影响,并提出如何提高全风化层、半风化层中稀土的浸出率及降低杂质含量。研究结果表明:半风化层、微风化层中稀土矿粗粒级产率高且仍赋存较高含量的稀土;随风化程度降低,石英、黏土矿物含量减少,长石、云母含量增加,离子相稀土比例减小,胶态相与矿物相增加;随粒级减少,离子相稀土比例增加,矿物相稀土反之,而胶态相稀土平均分布于各粒级;对比两层稀土浸出情况,可通过降低浸取剂pH值、增加浓度、降低流速、增加液固比,来提高半风化层稀土浸出效果。

    2017年02期 v.35;No.166 253-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 485K]
  • 基于高空间分辨率遥感数据的稀土矿山监测研究

    吴亚楠;代晶晶;周萍;

    离子吸附型稀土矿山开采不仅会占用及破坏土地资源,还会造成土地荒漠化等严重的地质环境问题,如何快速、准确、实时地进行稀土矿山监测,成为一个重要的科学问题。本文选取江西定南稀土矿区为研究区,以2015年高分一号数据为主要信息源,建立稀土矿山主要地物解译标志,开展稀土矿山占地现状调查;并结合2011年的Geoeye遥感数据,运用光谱角填图方法提取两期数据的土地荒漠化区域,开展稀土矿山土地荒漠化动态监测示范研究。研究结果表明遥感能够为稀土矿山监测提供良好的技术手段,且国产高分一号数据能够替代国外卫星数据在矿山监测中发挥重要作用。

    2017年02期 v.35;No.166 262-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
  • 四川冕宁南河马厂村稀土尾矿调查评价及开发利用建议

    付小方;侯立玮;袁蔺平;蒲跃华;郝雪峰;潘蒙;

    四川牦牛坪稀土矿经前人地质勘查和系统研究,查明了原生轻稀土矿资源储量,总结了成矿控矿地质条件,建立了稀土成矿的三层楼模式,重新预测了资源潜力,获得重要成果。另一方面,矿山在近30年的采选过程中产生了大量的尾矿弃渣,沿南河马厂村两岸广泛堆积。针对尾矿中稀土元素的含量、赋存状态、有多大资源量、能否再次综合回收利用等问题,2013年对其进行了综合调查评价,查明了尾矿中稀土元素和共(伴)生元素的特征及稀土氧化物的资源量。研究表明:尾矿中的稀土氧化物(REO)含量为0.8%~1.02%,稀土氧化物资源量已达中型规模,与之伴生的重晶石(BaSO_4)、天青石(SrSO_4)和Ga,Mn,Mo,Pb等元素具综合回收价值;尾矿中的稀土矿物分布粒级主要为+300目,主体为氟碳铈矿,-300目粒级的稀土矿物在铁锰胶体中呈吸附状态。通过试验证明,重选-磁选和湿法(硫酸)浸出工艺简易可行。流经水域受污染河段稀土资源流失严重,水样Pb含量为303~2809μg·L~(-1),属于严重超标。本研究可为硬岩型稀土尾矿资源的二次开发利用和矿区生态环境保护提供实例。

    2017年02期 v.35;No.166 272-282页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
  • 黄山景观流域溶解态稀土元素地球化学特征

    董俐香;江用彬;张海英;季宏兵;吴亚坤;王萍;武敬;刘春卿;

    对黄山景观流域径流中溶解态稀土元素进行了研究,以探讨其地球化学特征与物质来源。结果表明,其主要来源为岩石化学风化,其次为大气输入。稀土元素含量枯水期高于丰水期,与蒸发富集效应有关。流域源头稀土元素含量高、重稀土相对富集,中下游稀土含量低、轻稀土相对富集,反映了源头花岗岩到中下游沉积岩对其相应控制。流域水体中Ce为负异常,表现出对流经原岩如花岗岩的继承;Eu为正异常,归因于花岗岩中斜长石/钾长石等矿物的优先风化释放。Y/Ho比值在空间上存在分异,主要为流经岩性不同所致,季节性分异则受到了水/粒相互作用的影响。研究表明,黄山景观流域溶解态稀土元素来源与迁移受流经岩性尤其花岗岩的影响显著。

    2017年02期 v.35;No.166 283-293页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]
  • 煤矿区地下水稀土元素地球化学特征:以皖北许疃矿为例

    陈松;桂和荣;

    为了解煤矿区地下水稀土元素地球化学特征,采集了许疃煤矿3个含水层水样,进行常规离子和稀土元素测试,探讨了稀土组成及元素异常特征,结果表明:许疃矿3个含水层呈碱性,pH值平均为8.7,地下水中阴离子以HCO_3~-为主,阳离子以K~++Na~+为主。Ca~(2+)和Mg~(2+)含量在灰岩水中最大,Na~++K~+浓度在煤系水中最高。地下水中稀土总量偏低(∑REE=0.023~0.251μg·L~(-1)),经后太古宙平均页岩标准化,表现为轻稀土亏损,重稀土富集,所有样品均表现为明显的Eu正异常,多数样品表现为Ce和Y负异常;这些特征受到多种因素控制,其中Ce负异常受到地下水pH值影响,而Eu异常受长石类矿物溶解的影响,Y负异常和较低的Y/Ho值与Ca~(2+)浓度密切相关,受到围岩作用的影响。这些特征及影响因素表明利用稀土元素特征进行矿井水源识别具有一定的可行性。

    2017年02期 v.35;No.166 294-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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