综合评述

  • 土壤稀土元素和氮化物污染对植物生长及生理的影响

    杨秀英;刘祖文;胡方洁;蔺亚青;张军;卢陈彬;沈长江;

    近年来,对稀土矿区土壤污染的修复成为中国关注的热点之一。稀土矿区存在的污染物主要是稀土元素与氮化物,本文在概述稀土元素在中国的分布及污染现状的基础上,综述了稀土元素、氮化物分别对植物生长的影响及其可能的生理生化机制,以及稀土元素-氮化物共存时对植物生长的影响,并提出了未来需要加强对稀土元素及养分元素复合污染的研究以及内外源稀土对植物生长的差异性研究。

    2019年01期 v.37;No.177 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 647K]

稀土发光

  • NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米晶基于尺寸和激发功率的上转换荧光性能研究

    刘辉;赵倩茹;陶敏;赵江;黄浩;胡永明;李岳彬;

    采用热分解法制备出纯β相的NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)稀土上转换纳米晶,通过改变表面配体的种类和用量,合成出了两种不同尺寸和形貌的纳米颗粒。使用较少表面配体所合成的纳米颗粒具有更大的尺寸和更规则的形貌。比较了两种纳米颗粒的荧光性能,在980 nm激发光照射下,随着激发光功率的增加,纳米颗粒的荧光强度也逐渐增强,尺寸较大的纳米颗粒的荧光强度比尺寸较小的高了1个数量级。绿光与红光的比例也与纳米颗粒的尺寸和激发光功率密度相关,荧光性能较弱的小尺寸颗粒的绿光比例随激发光功率密度的增加而增大;荧光性能较好的大尺寸颗粒的绿光比例则在增大到一定程度后逐渐减小。此项工作可能在生物体荧光成像、荧光标记、光动力治疗以及生物传感等方面提供指导。

    2019年01期 v.37;No.177 12-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2308K]
  • 新型镝离子掺杂的三元荧光体系的构建及应用

    宋姗姗;张义英;于连生;吕玉光;沈宇;王博;李来军;

    在无水乙醇体系中构建了镝-磺基水杨酸-三正辛基氧化磷的三元配合物荧光体系,使用荧光分光光度计在激发波长305 nm,发射波长574 nm的条件下对体系进行荧光强度的检测,同时进行条件的优化,对试剂的配比和加入顺序以及反应时间进行筛选。得出了三元配合物体系中镝∶磺基水杨酸∶三正辛基氧化磷的最佳配比为2∶1∶7,最优检测时间为30 min,同时得出了最优的试剂加入顺序依次为Dy~(3+), SSA,TOPO。通过加入镧来构建新的荧光强度更为良好的发光体系。并进行了常见离子的干扰实验以及加入体系中的镧离子的条件进行了优化。在已构建的体系中加入盐酸四环素,发现体系荧光强度明显降低,并利用四环素这一荧光淬灭效应对药品中四环素含量进行检测。

    2019年01期 v.37;No.177 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K]

稀土催化

  • Er~(3+):YAlO_3/凹凸棒石复合材料的制备及光催化脱硫性能

    王振东;李霞章;钱贺明;李飞虹;左士祥;姚超;

    以凹凸棒石(ATP)为基体, Y(NO_3)_3, Er(NO_3)_3, Al(NO_3)_3为主要原料,采用静电引力沉积法制备Er~(3+):YAlO_3/ATP复合材料。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、 X射线电子能谱分析(XPS)和光致发光光谱(PL)对所制备的复合材料的形貌结构、上转换发光性质等进行表征,通过在可见光照射下催化降解模拟汽油中的二苯并噻吩(DBT),对制备的Er~(3+):YAlO_3/ATP复合材料的光催化脱硫性能进行评价,探讨Er的掺杂量对DBT去除率的影响。结果表明:ATP因其独特多孔道形貌以及较大的比表面积,使其可以增强对有机硫的吸附,同时由于其自身含Fe的特性,表现出一定的紫外响应性质, Er~(3+):YAlO_3吸收可见光上转换发射紫外光激发凹凸棒石,考察了Er的掺杂量x对脱硫性能的影响,发现当x为0.02时,可见光照射3 h后,所制备的Er~(3+):YAlO_3/ATP复合材料的光催化活性最高,对DBT的降解率达到90%。

    2019年01期 v.37;No.177 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2968K]

稀土新材料

  • 海泡石负载稀土/天然胶乳胶膜复合材料制备与表征

    黄东强;李津苏;王玉峰;韩飞雪;

    以La为负载活性组分,酸处理后的海泡石(SSep)为载体,采用沉淀-吸附法制备海泡石负载稀土复合(La-SSep)分散液,并与天然胶乳进行乳液共混,制备了海泡石负载稀土/天然胶乳复合胶膜。研究了海泡石负载稀土前后的微观形貌,考察了海泡石负载稀土量对复合胶膜的硫化特性和硫化胶膜的力学性能、热稳定性的影响。结果表明:当La负载量为2%时,海泡石剥离更为完全;复合胶膜的正硫化时间缩短,交联密度先增大后减小;随着稀土负载量的增加,硫化胶膜的拉伸强度、扯断伸长率、 300%定伸应力与500%定伸应力均先增大后减小。当稀土负载量为2份时,复合胶膜具有良好的热稳定性。

    2019年01期 v.37;No.177 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1723K]
  • 串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计: V、流程设计实例

    程福祥;吴声;廖春生;严纯华;

    联动萃取工艺因其显著的降耗减排优势,已逐渐发展成为中国稀土分离行业中的基本技术。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自身的优化和分离单元间联动衔接的优化两个方面。本系列的前4篇文章已经推导得到了联动萃取流程中不同类型分离单元的优化以及分离单元间联动衔接优化的理论计算公式,以一个La/Ce/Pr/Nd四组分分离为例,介绍如何使用前文推导结果设计得到一个具有理论最小萃取量和最小洗涤量的全分离流程。

    2019年01期 v.37;No.177 39-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K]
  • 白云鄂博稀土矿的超声波强化浸出工艺研究

    马升峰;许延辉;王荣;刘铃声;申孟林;

    针对现有碱法工艺中酸浸碱饼环节中存在浸出时间长、温度高、环境差、间歇性操作等问题,采用超声波浸出过程,研究起始液固比、 HCl浓度、超声功率、浸出温度及浸出时间对稀土浸出率的影响规律。结果表明:超声强化手段在稀土的浸出过程中具有明显的作用,稀土的最佳浸出条件为起始液固比1.3∶1, HCl浓度5 mol·L~(-1),超声波功率50 W,浸出温度为常温,浸出时间20 min,在此条件下稀土的浸出率为93.89%。室温条件引入超声可以替代常规高温加热,缩短反应时间,降低反应能耗,为稀土浸提工艺的改进提供了新的思路。

    2019年01期 v.37;No.177 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2846K]
  • 铈对27%Cr超级铁素体不锈钢凝固组织影响机制研究

    李阳;杨光;姜周华;李花兵;

    通过Factsage软件计算、宏观组织观察、扫描电镜分析等手段研究了Ce对27%Cr超级铁素体不锈钢凝固组织的影响。结果表明:未添加Ce钢中的夹杂物主要为Si-O-Mg-Al系夹杂及TiNb(CN)包裹Al_2O_3; Ce含量为0.05%时钢中形成弥散的高熔点Ce_2O_3和Ce_2O_2S,其作为非均质形核质点,使等轴晶比例增加,柱状晶变短变细,平均晶粒尺寸减小,凝固组织得到显著细化; Ce含量为0.07%时钢中的稀土化合物呈团簇状大量聚集。实验结果与Factsage计算预测基本吻合。

    2019年01期 v.37;No.177 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1992K]
  • 铈和Ce-20La合金的晶粒长大动力学

    黄宇;张新建;许刚;王维;叶小球;李成杰;

    使用真空电弧熔炼和铜模吸铸方法制备了Ce和Ce-20La两种材料,采用X射线衍射(XRD)和金相显微镜分别研究了这两种材料的晶体结构、晶粒尺寸随退火时间的变化规律。结果表明:Ce和Ce-20La合金均为面心立方结构,并呈现单相等轴晶组织; Ce-20La中La取代Ce形成了置换固溶体。将Ce和Ce-20La分别在400℃下高真空中不同时间退火,发现这两种材料的晶粒尺寸随退火时间的变化均满足关系式:D~3-D■=kt。其中,与Ce和Ce-20La对应的k值分别为17251和3565。La的掺入引起Ce的晶格畸变,一定程度上限制了原子在晶粒内部的扩散,阻止了晶粒长大,从而提高了Ce-20La的热稳定性。

    2019年01期 v.37;No.177 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 3259K]
  • 铈对Sn-0.7Cu焊料合金性能的影响

    陈东东;滕媛;白海龙;吕金梅;徐凤仙;严继康;

    以Sn-0.7Cu无铅焊料为基础,研究Ce元素含量对焊料合金微观组织、熔程、润湿性的影响。将纯锡和中间合金Sn-10Cu和Sn-1.8Ce按质量比在270℃熔化、保温20 min后搅拌均匀,浇铸冷却后制备成Sn-0.7Cu-xCe (x=0~0.3)焊料合金。通过光学显微镜观察焊料合金的显微组织,采用X射线衍射仪(XRD)进行焊料合金的物相分析,通过差示扫描量热分析仪(DSC)进行焊料合金熔点测定,采用铺展性试验法和润湿平衡法测定焊料的润湿性。结果表明:Ce元素可细化焊料合金组织,在Ce含量为0.1%时晶粒组织细化最明显;焊料合金的熔程随着Ce元素含量的增加而增加;焊料的润湿性随着Ce元素含量的增加先升高后降低, Ce元素含量为0.05%时最优,润湿时间为0.72 s,铺展面积为0.56 mm~2。

    2019年01期 v.37;No.177 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K]
  • Cu-0.8Mg-0.15Ce合金热变形行为与机制研究

    孙国强;刘勇;田保红;张毅;王冰洁;宋克兴;

    通过Gleeble-1500D热模拟试验机,进行了Cu-0.8Mg-0.15Ce合金的等温压缩试验,变形温度范围为500~850℃,变形速率范围为0.001~10 s~(-1)。研究了不同条件下流变应力的变化规律、合金的热加工图以及合金变形机制,分析了变形温度、变形速率和流变应力之间的关系。结果表明:合金在热变形过程中,其真应力-真应变曲线表现出明显的加工硬化、动态回复和再结晶特点,随着变形温度的升高和变形速率的降低,其流变应力和峰值应力不断降低;可用双曲正弦本构关系来描述热变形过程中的流变应力,计算出合金热变形过程中的激活能为Q=281.47 kJ·mol~(-1),在此基础上构建了该合金的本构方程;合金在热变形过程中的最优加工参数为:变形温度800~850℃,变形速率0.001~0.1 s~(-1)。

    2019年01期 v.37;No.177 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 3962K]

稀土资源与利用

  • 钕铁硼废料焙砂的碳热还原试验研究

    汪金良;刘兴润;

    钕铁硼废料中含有大量的铁,现有回转窑焙烧-HCl浸出预处理工艺难于将其回收利用。基于稀土氧化物和铁氧化物还原性质差异,以钕铁硼废料焙烧产物(简称为焙砂)为对象,在高温井式窑炉中开展焙砂碳热还原试验研究,考察了还原介质(焦炭、石墨和块煤)、介质粒度、还原温度、还原时间、配碳比、物料厚度等条件对铁还原率的影响。结果表明,焦炭具有较好的还原效果,在还原温度为1200℃,还原时间为4 h,配碳比为30%,物料厚度为22 mm的条件下,焙砂中铁的还原度高达88.08%,为综合回收利用钕铁硼废料中铁资源提供了理论基础和方法途径。

    2019年01期 v.37;No.177 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2631K]
  • 钕铁硼废料(NH_4)_2SO_4焙烧法回收稀土

    刘庆生;吕英威;段旭;

    将钕铁硼废料与(NH_4)_2SO_4混合后焙烧,选择性回收钕铁硼废料中的稀土成分。采用单因素控制变量的方法对焙烧过程中的焙烧温度、焙烧时间、钕铁硼与(NH_4)_2SO_4混料质量比进行研究,结合稀土、铁等浸出率的影响,结果表明:焙烧温度400℃,焙烧时间120 min,钕铁硼与(NH_4)_2SO_4混料质量比1∶2,该条件下稀土可以获得较高的浸出率,约为92%,而Fe的浸出率仅为3%。通过对原料和焙烧后的产物进行热力学、扫描电镜、 X射线衍射和热重差热分析,综合分析得知钕铁硼废料中的主要成分REFeO_3, Fe_2O_3, RE_2O_3和Al_2O_3等发生硫酸化反应,生成RE_2(SO_4)_3和(NH_4)_3Fe(SO_4)_3及(NH_4)Al(SO_4)_2等。升高温度不利于REFeO_3的反应,从而抑制大部分Fe的硫酸化。经过焙烧,稀土以可溶性硫酸盐的形式存在,铁铝等杂质保持一个低的浸出率大部分留在渣中。

    2019年01期 v.37;No.177 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2192K]

稀土应用

  • Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解度研究

    廖春发;孙强超;王旭;焦芸芬;蔡伯清;林觉远;

    氟盐体系是熔盐电解稀土氧化物制备稀土金属及其合金的较好体系。为了明晰Yb_2O_3在氟盐体系(LiF-CaF_2)熔盐中的溶解规律。采用等温饱和法测定Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解度的变化规律,通过X射线衍射(XRD)物相初步分析Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解机制。结果表明:在1353 K时, Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中溶解达到平衡所需的时间约为2.5 h,在1293~1413 K实验温度范围内, Yb_2O_3的溶解度随温度升高呈线性增长;通过对LiF-CaF_2-Yb_2O_3体系溶解平衡后的水淬、空冷产物进行物相分析,结果表明:Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔体中的溶解过程存在物理性的溶解,但氟化过程的溶解仍然是主要溶解形式。

    2019年01期 v.37;No.177 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K]
  • Y_2O_3前驱体热分解过程及动力学研究

    邓庚凤;谢耀;蔡晨龙;邓超群;汪晨洋;曾青云;

    用热重-差热分析法对Y_2O_3前驱体Y_2(CO_3)_3和Y_2(C_2O_4)_3水合物热分解过程及动力学进行分析,通过Kissinger法、 Ozawa法和Coast-Redfern法等对实验数据进行处理,得出Y_2(C_2O_4)_3水合物的热分解分四步进行,前两步为脱水过程,后两步为分解过程,四步反应对应的活化能E_c分别为64.24, 59.48, 146.20和112.37 kJ·mol~(-1);指前因子A_c分别为:4.09×10~8, 3.83×10~5, 6.86×10~(10)和6.18×10~5。每一步的机制函数分别是:1-(1-α)~(1/2)=kt, 1-(1-α)~(1/3)=kt,[(1-α)~(-2)-1]/2=kt和[-ln(1-α)]~(1/3)=kt。而Y_2(CO_3)_3在空气中热分解只有两步,第一步脱3个H_2O和1个CO_2分子,第二步脱2个CO_2分子生成Y_2O_3,两步对应的活化能E_c分别为88.29和116. 53 kJ·mol~(-1),指前因子A_c分别为1.5×10~(13)和9.4×10~7。它们的机制函数分别为(1-α)~(-1)-1=kt和[1-(1-α)~(1/3)]~2=kt。前驱体Y_2(CO_3)_3水合物相对来说比Y_2(C_2O_4)_3水合物更易分解生成Y_2O_3,两种前驱体的热分解都是最后一步为控速步骤。

    2019年01期 v.37;No.177 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2964K]
  • 芹菜素-钆配合物的合成及其抗小鼠高尿酸血症研究

    邢志华;姜婧雯;王淑静;张秀娟;韩维娜;包然;张幸华;

    将芹菜素(AP)与钆(III)离子配位生成配合物,以期提高芹菜素抗高尿酸血症活性。以具有一定抗炎、抗痛风活性的芹菜素为配体,以稀土金属钆(III)离子为配位中心,设计合成芹菜素-钆配合物(AP-Gd)。采用紫外(UV)、红外(IR)、氢核磁共振(~1H-NMR)、电导法、 X射线光电子能谱(XPS)、差热-热重分析(TG-DTA)等技术对配合物的化学结构进行表征。考察配合物对酵母浸粉联合氧嗪酸钾诱导的高尿酸血症小鼠模型中尿酸、黄嘌呤氧化酶及超氧阴离子水平的影响。结果表明:芹菜素与钆(III)离子配位生成了配合物,配合物组成式为:[Gd(C_(15)H_9O_5)_2]·NO_3·3H_2O。芹菜素A环的5-OH和C环的4位C=O与钆(III)离子形成了配合物,且芹菜素与钆(III)离子的配位比为2。抗高尿酸症活性研究发现,芹菜素-钆配合物对高尿酸血症小鼠黄嘌呤氧化酶的抑制作用、清除超氧阴离子能力、降低血清尿酸水平及促进尿酸排泄能力均优于芹菜素,提示芹菜素与钆(III)离子配位后,所得配合物抗高尿酸血症活性增强。

    2019年01期 v.37;No.177 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K]

稀土地矿

  • 离子型稀土原地浸矿过程溶质运移机制研究

    郭钟群;赵奎;金解放;朱志成;李刚;

    离子型稀土开采过程中存在着资源回收率不高及环境污染严重等问题。针对目前推荐采用的原地浸工艺,浸矿过程溶质运移机制直接关系到稀土资源浸取率以及稀土离子和残余浸矿剂的迁移规律。通过对离子型稀土中溶质的来源、组成以及性质进行分析,研究了离子型稀土原地浸矿溶质变化的化学过程。根据浸取动力学中"收缩未反应芯模型",将溶质在矿物颗粒表面的运移划分为4个步骤。离子型稀土浸矿过程溶质运移主要包括对流、扩散、机械弥散这3个物理过程,根据溶质运移对流-弥散机制及质量守恒定律,推求了离子型稀土原地浸矿过程溶质运移基本方程以及水分运动方程。研究结果可为离子型稀土高效开采设计提供理论依据,也有助于分析原地浸矿的环境污染问题。

    2019年01期 v.37;No.177 121-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1067K]

  • 《中国稀土学报》(中文版)征稿简则

    <正>《中国稀土学报》(中文版)是中国稀土学会会刊,由中国稀土学会和有研科技集团有限公司主办,北京大学协办。主要报道有关稀土化学与湿法冶金,稀土金属学与火法冶金,稀土发光、催化、磁性及储氢等材料,稀土固体物理与固体化学,稀土应用研究,稀土分析检测;稀土地质、矿物和选矿等方面的学术论文、综合评述、研究快报、研究简报和科技快讯等。

    2019年01期 v.37;No.177 129页 [查看摘要][在线阅读][下载 90K]
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