特约综述

  • 稀土上转换荧光材料在即时检测中应用

    尚云飞;鲍国臣;周佳佳;黄嘉良;杨春晖;金大勇;

    即时检测(Point of Care)技术在快速、灵敏、特异的检测疾病相关的生物因子中得到越来越多的关注。尤其是新兴的即时检测的平台的出现和推广,使得即时检测技术相比传统的诊断技术展现出巨大的优势。稀土上转换材料以其卓越的光学特性,在生物医学领域展现出巨大的潜力,是即时检测材料中冉冉升起的新星。从近年即时检测技术平台、稀土上转换材料等方面介绍了即时检测的发展,详细论述了检测试纸、智能手机和芯片实验室等检测平台、稀土上转换材料在即时检测中的应用。同时结合当前的市场分析,展望了稀土上转换材料在即时检测中未来发展的新趋势。

    2018年02期 v.36;No.172 129-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 816K]

稀土发光

  • Sb~(3+)/Eu~(3+)掺杂磷酸盐玻璃的可调发光及能量传递研究

    张金姣;徐登科;陈尾平;郭海;

    通过熔融淬冷法成功制备了Sb~(3+)/Eu~(3+)共掺的透明钠镁磷酸盐玻璃。利用吸收谱、激发谱和发射谱系统地研究了样品的荧光特性。在紫外光激发下,通过调节Sb~(3+)和Eu~(3+)的掺杂浓度,可以得到从蓝光到白光,最终到橙红光的可调发光。共掺的发光玻璃中存在着从Sb~(3+)到Eu~(3+)的能量传递,且能量传递效率最高达到82%。本实验研究结果表明,这种紫外光激发的Sb~(3+)/Eu~(3+)共掺磷酸盐玻璃有望应用在光转换器件中。

    2018年02期 v.36;No.172 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
  • 稀土水杨酸酯配合物水解法制备Er:YAG粉体及其发光性能

    邱东兴;周晨;周雪珍;刘艳珠;李静;李永绣;张尚虎;方中心;

    稀土掺杂钇铝石榴石(YAG)荧光透明陶瓷的制备首先需要合成微纳米尺度的易于在较低温度下形成纯YAG相的粉体。为此,本研究提出了一种新方法来合成铒(Er)掺杂YAG微纳米粉体。该方法是在乙醇溶剂中将铒钇铝的混合硝酸盐与水杨酸甲酯钠反应,形成可溶性的铒钇铝水杨酸甲酯配合物和难溶的硝酸钠。滤去固体硝酸钠后蒸出乙醇,得到混合配合物前驱体。将该前驱体与适量水混合水解,分离出游离的水杨酸甲酯后获得含稀土和铝的溶胶,再经干燥得凝胶,最后经煅烧获得Er:YAG粉体。合成粉体的XRD和SEM结果表明可以在较低的温度下(1000℃)得到纯YAG相产物,颗粒大小为纳米级。该粉体在980 nm泵浦光激发下,呈现出红光、绿光两个发射带,具有典型的上转换发光特征,并且当铒掺杂量为0.08时,绿光的发光强度最强。

    2018年02期 v.36;No.172 153-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 328K]

稀土催化

  • CeSnTiO_x复合氧化物的NH_3-SCR性能研究

    苏垚超;何洪;孙向丽;闫京芳;朱红太;宋丽云;邱文革;

    以Ce(NO_3)_3,SnCl_4和TiOSO_4为前驱体,采用共沉淀法制备了系列CeSnTiO_x复合氧化物催化剂,并考察了其NH_3-SCR性能。发现掺杂少量锡的Ce_(0.42)Sn_(0.05)TiO_x催化剂具有最佳的低温SCR活性,在180℃时,NO去除率即可达97%。粉末X射线衍射(XRD),N_2吸脱附曲线(BET),程序升温还原(H_2-TPR),原位漫反射红外光谱(DRIFTS)及X射线光电子能谱(XPS)等表征结果显示,在Ce_(0.46)TiO_x复合氧化物中掺杂少量Sn,可以提高其比表面积和低温氧化还原性能,调变催化剂表面酸性和表面上Ce~(3+)/(Ce~(3+)+Ce~(4+))和Oα/(Oα+Oβ)的比例。

    2018年02期 v.36;No.172 161-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
  • 铈锆固溶体制备、表征及其催化分解甲硫醇(CH_3SH)研究

    陈定凯;何德东;陆继长;刘峰;刘江平;余杰;韩彩芸;高晓亚;何素芳;罗永明;

    采用微波辅助柠檬酸络合法制备一系列不同铈锆比的铈锆固溶体,考察不同含量锆的掺杂对制备固溶体结构特性以及催化分解甲硫醇性能的影响。通过XRD,BET,Raman,XPS,H_2-TPR,CH_3SH-TPD等手段对其结构物化性能进行表征。表征结果显示:该制备方法成功合成铈锆固溶体且均保留立方萤石结构;锆的引入会导致合成固溶体的晶粒变小、晶格收缩,且晶格参数a随着锆引入量的增加而降低;同时,锆的添加仅仅导致物种缺陷的形成而不会产生更多的氧空位。此外,不同铈锆比固溶体催化分解甲硫醇活性实验结果表明:Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2氧复合物表现出最好的催化活性,之后随着锆的添加其催化性能呈现下降趋势。根据BET,XPS及H_2-TPR表征结果:在表面晶格氧相对含量相近的情况下,Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2因具有最大比表面积、最好的还原性能而表现出最佳的甲硫醇催化活性。最后,考察了Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2催化分解甲硫醇的产物分布情况,结合CH_3SH-TPD表征结果表明:铈锆固溶体催化分解甲硫醇的反应中,二甲基硫醚为中间产物且仅在低温区产生。

    2018年02期 v.36;No.172 172-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
  • 氨基功能化介孔Ce-Fe-O合成及其光催化性能研究

    郝仕油;王辉;费楠楠;邓黄秀;

    以P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物)为模板剂,Ce(NO_3)_3,Fe(NO_3)_3为反应原料,通过水热反应,合成了结构性能较好的Ce-Fe-O介孔材料。利用氨基硅烷与表面羟基间的缩合作用,成功地实现了介孔Ce-Fe-O的氨基功能化。利用XRD,N_2吸脱附,Raman,FT-IR等技术对合成样品的结构性能进行了表征。结果表明:以15%Fe(NO_3)_3进行掺杂所获得的Ce-Fe-O结构性能较好;该材料氨基功能化后,除孔径、表面积及孔容变小外,其他性能基本保持不变。以酸性红14(AR14)为探针分子,对相关合成材料的光催化性能进行评价。光催化结果表明:由于氧缺位形成及氨基引入,提高了可见光吸收强度及对AR14的吸附量,所合成的氨基功能化介孔Ce-Fe-O在可见光作用下,可彻底催化降解溶液中的AR14,且降解效率高于相关光催化剂。

    2018年02期 v.36;No.172 183-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 294K]

稀土化学与湿法冶金

  • 1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑啉酮-5与8-羟基喹啉协同萃取钐

    周成芳;成红丽;王香兰;

    研究了双溶剂萃取体系1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑啉酮-5(HPMBP)与8-羟基喹啉(HQ)对稀土元素钐Sm~(3+)的萃取行为,考查了萃取剂的摩尔比、水相pH值、温度等因素对钐分配比的影响。研究结果表明:双溶剂萃取体系HPMBP/HQ对Sm~(3+)具有显著的正协同效应,当HPMBP与HQ的摩尔比为7∶3时,协同增长因子最大,达到10.83。热力学研究结果表明HPMBP/HQ体系对Sm~(3+)的萃取为放热反应。研究结果为进一步探找高效、高选择性的稀土萃取分离体系提供理论依据。

    2018年02期 v.36;No.172 190-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]

稀土金属学与火法冶金

  • 金属铈同素异构相变行为的DSC研究

    李立强;张新建;胡祖麒;陈勇忠;许刚;

    以快速冷却方法制备的细晶金属铈(Ce)为研究对象,采用DSC技术探索100~600 K温度范围内连续降温和升温过程中,Ce的同素异构相变行为。结果表明,Ce在从300~100 K范围内的连续降温过程中依次发生γ→β和γ→α相变,相变温度分别是280和128.5 K;从100~300 K温度范围内连续升温过程中同时发生α→β和α→γ相变,相变区间从124.3~199.5 K;进一步升高温度至518.4 K,发生异常的γ→β相变。

    2018年02期 v.36;No.172 196-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
  • 钇对6063铝合金导体材料铸态组织与性能的影响

    刘生发;罗利民;周锦平;吕续国;程晓敏;韩加强;

    借助OM,SEM,EDS和DSC等测试手段,研究Y对6063铝合金铸态组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明:随着Y的添加,合金晶粒细化且二次枝晶间距明显减小。在维持合金导电性能不变的情况下,抗拉强度和延伸率明显提高。Y合适的添加量为0.2%~0.3%(质量分数,下同),当Y添加量为0.3%时,合金抗拉强度、延伸率和导电率分别为154 MPa,22.5%和51.4%IACS。

    2018年02期 v.36;No.172 202-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K]
  • 旋翼机用Mg-Gd合金组织和力学性能的研究

    冀敏;冀朋飞;何新林;

    借助OM,XRD,SEM和电子拉力试验机,对Mg-(4%~16%)Gd二元合金的显微组织及力学性能分析,并采用"边-边匹配"模型研究了其强化机制,结果表明:随着Gd含量的增加,对Mg-Gd合金铸态组织有强烈的细化作用,并生成高熔点的Mg_5Gd相。经过固溶时效处理后的合金,有新相Mg_3Gd生成。合金的屈服强度及高温抗拉强度显著提高。同时,随着温度的升高,合金的抗拉强度具有反常的温度效应。

    2018年02期 v.36;No.172 208-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
  • 基于第一性原理的Mg_(65)Cu_(25)RE_(10)合金熔体结构模拟及非晶形成能力分析

    朱训明;刘旦;段军鹏;王爱民;唐守秋;秦敬玉;

    采用第一性原理分子动力学模拟对一系列Mg_(65)Cu_(25)RE_(10)合金的熔体结构进行了研究,对不同稀土元素对熔体结构的影响及其与合金非晶形成能力的关系进行了讨论。研究表明:稀土元素对合金熔体中的化学和拓扑短程序均有一定影响,各合金熔体中短程序的差异主要在于稀土元素为中心的Voronoi多面体分布,其中Gd中心的多面体分布更为集中和稳定。以稀土元素为中心的主要Voronoi团簇的含量越高,存在时间越长,凝固时对熔体的晶化阻力越大,从而更有利于非晶合金的形成。

    2018年02期 v.36;No.172 215-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]

稀土应用

  • 稀土氧化物改性MoS_2基复合涂层的制备及其摩擦学特性研究

    邱明;张瑞;李迎春;庞晓旭;

    以La_2O_3和CeO_2对关节轴承用MoS_2基复合涂层进行改性处理,并通过摩擦学性能和粘接性能试验优化出La_2O_3的最佳含量为4%,CeO_2的最佳含量为2%。用空气喷涂法将优化后的涂层喷涂在自润滑关节轴承内圈表面制备自润滑关节轴承,并在自制的摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面形貌和化学成分进行了表征和分析。结果表明,改性前的MoS_2基涂层对关节轴承起到一定的减摩润滑效果,但摩擦对偶面磨损严重,出现微裂纹,MoS_2发生氧化反应,降低了涂层质量,发生了严重的磨粒磨损和粘着磨损;经稀土改性后,关节轴承摩擦学性能得到明显改善,稀土有效抑制了MoS_2的氧化,对偶面有良好的转移膜生成,发生轻微的磨粒磨损。由于CeO_2对涂层的强化作用较弱,磨损过程中有部分CeO_2脱落,因而改性效果次于La_2O_3。

    2018年02期 v.36;No.172 221-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 926K]
  • 镧对丹参种子萌发及幼苗生长的影响

    孙清新;孙梁越;冯尚彩;郭绍芬;

    以丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)种子为材料,研究了不同浓度镧(10~100 mg·L~(-1))浸种处理对丹参种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,低浓度镧对丹参种子发芽率、发芽势等萌发生长指标表现为促进作用,可以增强种子活力,其中30 mg·L~(-1)时促进作用最明显,还可以提高丹参幼苗中可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量,增强SOD,CAT保护酶活性,从而增强光合作用,提升植株抗逆性,对丹参生长和发育有一定促进作用;相反,当镧浓度高时,就会起到一定的抑制作用,表现出"低促高抑"的作用。

    2018年02期 v.36;No.172 229-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
  • 镧胁迫下燕麦幼苗精氨酸代谢对外源NO的响应

    刘建新;王金成;刘秀丽;

    稀土金属污染已成为生态环境恶化的重要因素之一,NO作为生物信号分子,广泛参与植物逆境响应调节。为了探讨La胁迫下植物精氨酸代谢对外源NO的响应机制,采用营养液培养方法,研究了100μmol·L~(-1)NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)对20 mmol·L~(-1)La~(3+)胁迫下燕麦幼苗生物量、精氨酸、NO和多胺含量及相关代谢酶活性的影响。结果表明,La~(3+)胁迫下,添加外源SNP能够缓解燕麦幼苗根系和地上部干重的下降,提高根系和叶片中精氨酸的含量,并通过调节一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase,NOS)、精氨酸酶、精氨酸脱羧酶(Arginine decarboxylase,ADC)和鸟氨酸脱羧酶(Ornithine decarboxylase,ODC)活性调控精氨酸代谢的方向。在根系中外源SNP通过上调NOS活性促进燕麦幼苗在La~(3+)胁迫前期(胁迫后第1~2 d)精氨酸代谢向NO合成方向进行,并产生内源NO的快速积累,胁迫后期(胁迫后3~6 d)通过激活NOS、精氨酸酶、ADC和ODC活性促进精氨酸代谢同时向NO和多胺合成方向进行,腐胺(putrescine,Put)、亚精胺(spermidine,Spd)和精胺(spermine,Spm)等多胺水平提高,但内源NO并未明显积累;在叶片中外源SNP通过上调整个胁迫期间(胁迫1~6 d)NOS和精氨酸酶活性及胁迫后第2~6 d的ADC和ODC活性促进Put,Spd和Spm等多胺和NO同时合成,但NOS活性与内源NO含量并未呈现正相关关系。由此表明,外源NO可以诱导燕麦幼苗根系和叶片精氨酸的合成,并增强根系与叶片精氨酸代谢向多胺和NO两个方向同时合成,从而减缓La胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用。

    2018年02期 v.36;No.172 236-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 888K]

稀土地矿

  • 桂林寨底地下河系统中地下水稀土元素含量及分异特征

    樊连杰;裴建国;卢丽;杜毓超;赵良杰;

    对寨底地下河系统中地下水样品进行水化学指标测试和稀土元素测试分析,开展了稀土元素地球化学研究,研究结果表明:寨底地下河系统中地下水∑REE质量浓度偏低,大部分水点表现出LREE亏损、HREE富集的特点。∑REE质量浓度与地下水pH,Eh的相关性不明显,地下水中HCO_3~-和Ca~(2+)对∑REE浓度的影响程度相似,地下水中HREE富集与pH有一定关系。采用北美页岩标准化后大部分地下水稀土元素分布表现出Ce负异常和Eu正异常;Ce负异常与Fe,Mn有一定的相关性,Eu正异常与地下水系统氧化还原条件有关。整个地下河系统包含的子系统中,地下河子系统与岩溶泉子系统稀土元素富集、分异特征存在差异。

    2018年02期 v.36;No.172 247-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K]
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