特约综述

  • 高纯稀土氧化物中其他稀土元素分析

    吴伟明;黄智敏;刘乘风;

    随着各项特性功能的要求,高新功能材料不断被研究出来。稀土由于其优异的特性,在光功能晶体、电子陶瓷、高纯稀土镀膜材料等高端功能材料制造中,高纯稀土的需求将越来越大。高纯稀土的分析检测技术是高纯稀土生产和相关应用的基础,因此,建立准确的高纯稀土分析检测方法具有十分重要的意义。介绍了高纯稀土氧化物中共存的其他稀土元素杂质分析的方法及进展,并进行了展望。重点介绍了ICP-MS/MS方法在高纯稀土氧化物检测中的应用,指出了其在高纯稀土检测应用的广阔前景。

    2018年06期 v.36;No.176 641-652页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]

稀土发光

  • Eu~(3+)掺杂量对Gd_(2-x)WO_6:xEu~(3+)红色荧光粉发光性能的影响

    汪文豪;曹仕秀;韩涛;

    采用高温固相法制备了Gd_(2-x)WO_6:xEu~(3+)红色荧光粉。用X射线衍射仪、荧光分光光度计分别对荧光粉的相结构、发光性能进行了测试。结果表明:其激发光谱最强峰位于395 nm,可以被InGaN管芯产生的300~410nm辐射有效激发;在波长为395 nm近紫外光激发下,其发射光谱谱峰位于617. 6 nm处。Gd_(2-x)WO_6:xEu~(3+)红色荧光粉Eu~(3+)的猝灭浓度为x=0. 3。根据Dexter能量共振理论,其自身的浓度猝灭是由离子间的交换相互作用引起的。此外,随着Eu~(3+)掺杂量的增加,其发射光波长出现向短波移动的现象,这是由于其~5D_0→~7F_2的两个劈裂峰的分支比不同造成的。两个分支强度比例随Eu~(3+)浓度的变化而变化。

    2018年06期 v.36;No.176 653-658页 [查看摘要][在线阅读][下载 1202K]
  • 下转换铕配合物应用于太阳能电池的研究

    秦晓婷;张立业;敖琛;张瑞森;张忠义;赵长玉;刘小鱼;

    近些年具有光转换功能的稀土材料应用于太阳能电池的研究受到越来越多的关注。其中,开发出量子产率高、抗光老化性好等特点的光转换材料已有报道,但是把光转换材料实际应用到太阳能电池上还面临许多问题,例如光转换材料的添加方式、添加比例,制成光转换薄膜的透光性、抗老化性等。研究了光稳定性良好的下转换铕配合物添加到PMMA中制成光转换薄膜,增加太阳能电池表面对紫外光的响应,从而增加太阳能电池的光电转换效率。系统研究了下转换铕配合物在PMMA薄膜中的添加方式、添加比例,在最佳条件下太阳能电池的相对效率提高1. 23%。通过测试下转换铕配合物和光转换薄膜的量子产率,对配合物和光转换薄膜的抗老化性进行了探讨。

    2018年06期 v.36;No.176 659-666页 [查看摘要][在线阅读][下载 2063K]

稀土磁学与磁性材料

  • 钙钛矿锰氧化物La_(0.875)Eu_(0.025)Sr_(0.1)MnO_3的磁性和磁卡效应研究

    金香;孙晓东;曹凤泽;田野;云慧琴;鲁毅;赵建军;

    多晶样品La_(0.875)Eu_(0.025)Sr_(0.1)MnO_3用传统固相反应法制备得到。X射线衍射仪(XRD)表明样品为纯相。通过测量磁化强度随温度的变化曲线(M-T)、不同温度下磁化强度随磁场的变化曲线(M-H)研究了该多晶样品的磁性及磁卡效应。研究发现:样品在低温部分表现出团簇自旋玻璃的特征,在15~125 K温度范围内表现为铁磁特征;在125~350 K温度范围内表现出预成型团簇相的特征;在350 K以上表现出纯顺磁特征。在居里温度T_C≈119 K附近,系统发生了二级相变而且出现较大的磁熵变值,样品在7 T外加磁场下的最大磁熵变绝对值为2.83J·K~(-1)·kg~(-1),磁制冷效率为427.53 J·kg~(-1)。因此,该样品具有在高温区实现磁制冷的潜能。

    2018年06期 v.36;No.176 667-671页 [查看摘要][在线阅读][下载 2240K]

稀土化学与湿法冶金

  • 串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计:IV、分离单元间的最优化衔接

    程福祥;吴声;廖春生;严纯华;

    联动萃取分离流程中的所有分离单元均通过横向或纵向衔接方式与其他分离单元联动运行,流程的优化设计包括分离单元的优化和分离单元间的联动衔接优化两个方面。本系列文章之Ⅱ和Ⅲ已推导得到了无联动、出口联动和进料级联动(A_tA_(t-1)…A_2)/(A_(t-1)A_(t-2)…A_1)分离单元优化的基本关系式,解决了分离单元自身的优化问题。本文给出了分离单元间横向衔接和纵向衔接对流程整体最小萃取量和最小洗涤量影响的定量计算方法,进而提出了分离单元间的优化衔接原则,同时还推导得到了优化条件下相关物料流量和各组分分流量的计算方法。

    2018年06期 v.36;No.176 672-681页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K]
  • [Sm(ptpy)(NO_3)_3(H_2O)]的合成、晶体结构和性质研究

    黎燕;蔡丽玲;王凯;胡亚涛;张秀清;梁福沛;

    以4'-苯基-2,2':6′,2″-三联吡啶和Sm(NO_3)_3·6H_2O为原料,采用溶剂热法合成一种单核三联吡啶钐配合物[Sm(ptpy)(NO_3)_3 (H_2O)](ptpy=4'-苯基2,2':6′,2″-三联吡啶)。通过单晶和粉末X射线衍射分析、热重分析、元素分析、红外光谱和荧光光谱对其结构、热稳定性和荧光性能等进行了表征。并且采用紫外-可见光谱和荧光光谱研究了[Sm(ptpy)(NO_3)_3(H_2O)]与牛血清白蛋白的相互作用。结果表明:该配合物属正交晶系,Pbca空间群,a=0.87237(5) nm,b=2.17899(15) nm,c=2.45691 (14) nm,α=β=γ=90°。固体荧光光谱表明在340 nm激发下,配合物在565, 598和647 nm处的特征荧光发射可分别归属为Sm3+的4G_(5/2)→6H_(5/2), 4G_(5/2)→6H_(7/2)和4G_(5/2)→6H_(9/2)跃迁。[Sm(ptpy)(NO_3)_3(H_2O)]与牛血清白蛋白相互作用的荧光猝灭方式为静态猝灭,结合常数K为1.10×10~6,结合位点数n为0.73。

    2018年06期 v.36;No.176 682-691页 [查看摘要][在线阅读][下载 2725K]
  • 稀土(La,Yb)-L-赖氨酸-5-氟尿嘧啶三元配合物的合成及其电化学活性研究

    陈华庆;王卫东;

    在乙醇-水介质60℃水浴条件下合成了稀土(La,Yb)-L-赖氨酸-5-氟尿嘧啶三元配合物,利用滴定分析、元素分析、红外光谱、热重-差热等方法确定配合物的化学组成为:RE[(L-Lys)(5-Fu)Cl_3]·2H_2O (RE=La,Yb)。重点研究了配合物在铂盘电极上的电化学行为及其与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,发现配合物以HAc-NaAc缓冲溶液(pH≈6. 5)为底液,在设定电位范围(-0. 30~-0. 85 V)受扩散步骤控制,是准可逆的电化学行为。该配合物能够与牛血清白蛋白(BSA)发生相互作用,二者可能结合产生一种无电化学活性的物质。

    2018年06期 v.36;No.176 692-699页 [查看摘要][在线阅读][下载 2102K]
  • 新型铕-钴异核配合物Eu_2Co_2[C_5H_3(COO)_2N]_6(H_2O)_4的合成、结构及性质研究

    唐小勇;王淑波;矫庆泽;詹世景;乐善堂;

    采用水热合成法,以吡啶二甲酸为基本构筑单元合成了铕-钴异核配合物Eu_2Co_2 [C_5H_3(COO)_2N]_6(H_2O)_4,并通过X射线单晶衍射仪、元素分析、差热热重(TG-DCS)、红外(IR)、荧光光谱、磁性分析等研究了其结构、荧光性质及磁性质等。研究发现配合物通过吡啶二甲酸桥接形成了独特的新型铕-钴双异核三维结构,同时具有磁学和荧光等颇具应用价值的性质。配合物的摩尔磁化率与温度的乘积随温度的降低从室温下的3.52cm~3·K·mol~(-1)逐渐下降到5 K下的0.27 cm~3·K·mol~(-1),表明相邻顺磁离子间存在反铁磁相互作用,·荧光光谱显示在395 nm激发光下Eu~(3+)的5D_0→~7F_1磁偶极子跃迁和~5D_0→~7F_2的电偶极子跃迁产生593和618nm的发射峰。619nm处的强度远远高于593nm处强度,表明了Eu~(3+)在晶体中的较低对称性。

    2018年06期 v.36;No.176 700-707页 [查看摘要][在线阅读][下载 3622K]
  • N_3非对称配体、稀土配合物的合成及其在DNA传感器中的应用

    高继红;杨天林;杨水兰;

    合成具有三脚架形结构的配体L及其稀土配合物。用元素分析、红外光谱、核磁共振波谱、热分析、紫外吸收光谱、荧光光谱等方法对L及其配合物的结构进行表证,用光谱法和电化学法分析配合物与BSA,DNA之间的相互作用,并考查其作为杂交探针在DNA传感器方面的应用。结果表明,每1个L中C=O,P=O,P-O上O均可与稀土离子Eu~(3+),Y~(3+)配位,L与苦味酸配体以1∶1配位,化学式为RE(pic)_3L·3H_2O (RE=Eu,Y); Eu(Ⅲ)配合物对BSA内源荧光以静态方式淬灭,能量为非辐射转移,两者之间主要存在氢键和范德华力; Eu(Ⅲ)配合物与ct-DNA之间以嵌插作用结合,且在实验范围内有电化学活性; Eu(Ⅲ)配合物可以识别电极上的杂交过程,对互补、非互补、错配序列有较好的选择性。

    2018年06期 v.36;No.176 708-718页 [查看摘要][在线阅读][下载 2334K]
  • 剩余污泥破解提取液沉淀低浓度离子型稀土研究

    王俊峰;李海;钟常明;唐林旺;邱廷省;刘亚奇;阮翔;刘志文;

    离子吸附型稀土矿开采过程中易产生大量低浓度稀土溶液,亟待对其有效回收处理。采用"臭氧+超声波"联合工艺处理城市剩余污泥,从剩余污泥破解后的上清液中获得提取液。通过光学显微镜和扫描电镜研究反应时间对剩余污泥絮体结构变化的影响,利用单道ICP和X荧光分析提取液成分及沉淀效果。结果表明:剩余污泥破解后,SCOD由1052 mg·L~(-1)增加至5088 mg·L~(-1),多糖和蛋白质含量分别增加215. 26,115. 55 mg·L~(-1);三维荧光检测出剩余污泥提取液含有大量类腐殖酸类物质;当反应时间为60 min时,剩余污泥形态由团状变成了颗粒状,污泥表面出现褶皱,具有空隙和层状结构,粒径减小,呈现碎片化;相对于NH_4HCO_3和草酸,提取液具有优秀的沉淀效果,稀土元素沉淀率均在89%以上;絮状沉淀物中Nd,Y,La和Ce等稀土元素占有比例相对较高,含量主要在3%~8%(质量分数)。

    2018年06期 v.36;No.176 719-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 2321K]

稀土金属学与火法冶金

  • Al-Er-Zr-B合金的组织性能研究

    赖存明;杨昇;蔡彬;王屹波;

    通过对合金硬度和电阻率测试,研究了Al-Er,Al-Zr,Al-Er-Zr及其Al-Er-Zr-B合金时效硬化行为和导电性能;同时采用深度酸腐蚀的方法来观察合金微观组织形貌。结果表明,相对于纯Al,Er和Zr的加入均降低合金导电性能,且Zr对合金导电性影响更大; B的加入可以改善Er和Zr带来的不利影响,但使得合金失去时效硬化效果,而Zr的加入却可以减慢Al-Er-Zr合金高温时效时硬度下降的速度。在Al-ErZr-B合金中Zr和Er的硼化物是以六方片状和花瓣状形貌存在,而Al_3Zr则是以立方状形貌存在。

    2018年06期 v.36;No.176 726-731页 [查看摘要][在线阅读][下载 1734K]
  • 钐对铸态ZK30镁合金组织和力学性能的影响

    张甜甜;崔红卫;余晖;贾秋荣;崔晓丽;陈洪美;

    基于对高强镁合金的迫切需求,选用Sm作为合金化元素添加到ZK30镁合金中。采用真空感应熔炼炉制备ZK30-x Sm镁合金(x=0%,1%,2%,3%,4%,质量分数),研究了不同含量的Sm对铸态ZK30镁合金微观组织和力学性能的影响。通过OM,SEM,EDS,XRD观察和分析了合金的微观形貌和组织成分,并对材料进行了拉伸试验和硬度测试。结果表明:加Sm镁合金主要由α-Mg基体和Mg_(41)Sm_5相组成,并且合金组织由树枝晶转变为细小的等轴晶;合金的抗拉强度σ_b,屈服强度σ_(0. 2)和伸长率δ随着Sm含量的增加先升高后降低,当Sm含量为1%时,σ_b,σ_(0.2)和δ均达到最大值,分别为250. 4,109. 0 MPa和14. 4%;合金的硬度也在Sm含量为1%时,达到最大值59. 85 kgf·mm~(-2)。但过量的Sm恶化组织,降低了性能。添加元素Sm后合金性能的提高主要归因于细晶强化、固溶强化和析出强化的共同作用。

    2018年06期 v.36;No.176 732-738页 [查看摘要][在线阅读][下载 3237K]
  • 硅酸钠焙烧提取钙热还原稀土冶炼渣中稀土的研究

    梁勇;黎永康;林如丹;邵龙彬;刘玉城;

    采用钙热还原法生产稀土金属时会产生大量的稀土冶炼渣,渣中稀土的存在形式包括稀土金属单质、稀土氧化物和稀土氟化物,其中的稀土金属和稀土氧化物易于被无机酸直接浸出,而氟化稀土则难被酸浸出,成为从钙热还原稀土冶炼渣中高效回收稀土的瓶颈。在工业生产氟化钠晶体方法的启发下,开发了九水硅酸钠焙烧-HCl浸出提取钙热还原稀土冶炼渣中稀土的方法,通过九水硅酸钠焙烧钙热还原稀土冶炼渣,将渣中稀土氟化物转型为易溶于酸的稀土氧化物,而氟元素则转型为Na F被水洗除去,实现了稀土和氟的高效分离。考察了焙烧温度、时间和HCl浓度等因素对稀土提取率的影响,结果表明:在焙烧温度为850℃,焙烧时间为2 h,九水硅酸钠与钙热还原渣质量比为1∶1,酸浸温度为60℃,酸浸时间为1. 5 h,HCl浓度为4 mol·L~(-1),液固比为11∶1的条件下,稀土提取率高达99. 06%。

    2018年06期 v.36;No.176 739-744页 [查看摘要][在线阅读][下载 2620K]

稀土应用

  • 蜡样芽孢杆菌WHY-2对水溶液中Th(Ⅳ)的吸附特性及机制

    王维大;林薇;秦悦;张连科;李晶鑫;李浩然;张婷婷;

    从深海表层沉积物中筛选获得具有吸附钍功能的菌株WHY-2,通过16S r DNA序列分析,初步将WHY-2鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。通过批量吸附实验研究了该菌株对水溶液中Th(IV)的吸附特性,并对其吸附动力学和吸附等温线模型进行了研究。结果表明,当pH为4,Th(Ⅳ)初始浓度为50 mg·L~(-1),吸附剂投加量为0. 6 g·L~(-1),吸附时间为10 h时,Th(IV)的去除率为96. 95%,吸附量为82. 46mg·g~(-1)。菌株WHY-2对Th(Ⅳ)的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,Freundlich模型能更好地拟合等温吸附过程。在吸附过程中,氨基、羰基、羟基、甲基、亚甲基以及磷酸基等基团是起主要作用的官能团。经过6次的吸附-解吸再生实验,去除率仍能达到83. 36%。

    2018年06期 v.36;No.176 745-754页 [查看摘要][在线阅读][下载 2804K]
  • 电感耦合等离子体质谱法测定硫化物单矿物中痕量稀土元素

    刘宏;张坤鹏;冯芳兵;唐元斌;徐进勇;石雅静;

    硫化物单矿物基体复杂,在利用电感耦合等离子体质谱仪测定其中稀土元素时,基体效应干扰严重,为准确测定其中的稀土元素,必须对样品进行分离富集。采用硝酸-氢氟酸体系溶解样品,通过Fe(OH)_3共沉淀和阴离子交换树脂(AG1-X8)去除基体元素,利用电感耦合等离子体质谱法测定稀土元素。通过测定两种国家标准物质硫化物单矿物(GBW 07267,GBW07268,GBW07270)中稀土元素来验证该方法,方法检出限为0. 003(Tm)~0. 138(Ce) ng·g~(-1),加标回收率在91%~113%之间。

    2018年06期 v.36;No.176 755-759页 [查看摘要][在线阅读][下载 796K]

稀土地矿

  • 铜仁坝黄磷矿稀土元素地球化学特征及其指示意义

    杨旭;谢宏;王志罡;周忠容;

    贵州铜仁坝黄磷矿富含稀土元素,且伴生Ni,Mo,V,U等有益元素。采用电感耦合等离子体-质谱仪(ICP-MS)对研究区含磷岩系稀土元素含量进行了测试分析。结果表明:磷块岩稀土总量较高,高于下伏老堡组硅质岩及近矿围岩,并富集重稀土元素Y,ΣREE与P_2O_5成正相关关系,推测稀土元素可能赋存于碳氟磷灰石中;磷块岩稀土配分曲线略左倾,具有明显Ce的负异常,LREE/HREE较低,Eu具弱负异常至弱正异常,此外在REE-La/Yb关系图上,磷块岩落于沉积岩-玄武岩-花岗岩交汇区域,表明磷块岩具热水沉积特征;剖面上Ce异常及ΣREE的变化特征,揭示磷块岩形成于较深水的陆缘海环境,且在新元古代末到早寒武世,坝黄矿区经历过一次明显的海侵-海退过程;磷块岩Ceanom均小于-0. 1,沉积速率低于近矿炭质页岩及下伏硅质岩,说明坝黄磷块岩形成于相对氧化且沉积速率低的环境。

    2018年06期 v.36;No.176 760-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]