稀土掺杂萤石结构卤化物晶体团簇结构研究

稀土掺杂萤石卤化物在国民经济、国防建设等领域发挥着不可替代的作用。萤石卤化物特殊的晶体结构导致稀土离子团聚,目前针对稀土离子团聚的系统研究还比较少。本文以稀土掺杂萤石卤化物为研究对象,采用第一性原理计算系统研究了从稀土离子单体到高阶团簇的结构特征、演变规律、联系及其影响因素。研究发现,稀土离子单体中心1|0|0|11(C_(4v))和1|0|0|12(C_(3v))稳定性随离子半径变化而改变,且不同晶体的变化趋势不同,与晶格畸变分析结果一致。晶格畸变与库仑作用相互耦合决定了电荷补偿间隙卤离子的占位倾向性,即C_(4v)和C_(3v)中心的相对稳定性。此外,共价效应使得PbF_(2)和SrCl_(2)晶体单体中心结构及其稳定性与CaF 2、SrF_(2)和BaF 2不同。研究还揭示了晶体离子性和晶胞尺寸对单体中心能量差斜率的影响。文中还研究了稀土离子高阶团簇的结构,其稳定性演变规律与单体中心相对应。本文提出了高阶团簇相对稳定性判据,为新型稀土掺杂萤石卤化物的探索、筛选和研发提供指导,有望进一步拓展其应用范围。

稀土-钛氧簇合物的研究进展

稀土-钛氧簇合物作为团簇化学的一个新分支,不但结合了稀土和钛离子的特性,而且由于二者的协同效应而表现出优异的光、电、磁和催化性能.本文综合评述了不同配体稀土-钛氧簇合物的合成与结构,介绍了稀土-钛氧簇合物的代表性成果,并对其合成策略和发展前景进行了总结和展望.

稀土-钛氧簇合物EuTi6,EuTi7和La2Ti14的可控合成

相比于纳米材料,原子精度的金属簇合物具有精确的表面结构和晶体结构,更有利于在原子水平上去理解化学反应的活性与结构的关系。作为团簇的一个有趣的分支,异金属的稀土-钛氧簇合物因其有趣的化学性质引起了人们的广泛关注。但是稀土-钛氧簇合物的精准合成是目前的重要挑战,这阻碍了其性能的进一步研究。因为螯合配体可以降低Ti4+的水解速度,因此选择合适的螯合配体是制备稀土钛氧团簇的有效方法。最近,我们以螯合作用较强的3,5-二叔丁基水杨酸(H2dtbsa)为配体,稀土盐和Ti(OiPr)4为原料,通过溶剂热法成功合成了四个新的稀土-钛氧簇合物[EuTi6(μ3-O)3(OC2H5)8(dtbsa)6(Hdtbsa)]·(C2H5OH)(1),[EuTi7(μ3-O)3(μ2-OH)2(OiPr)9(dtbsa)6(Hdtbsa)Cl]·(HOiPr)3(2),[EuTi7(μ3-O)3(μ2-OH)2(OiPr)8(dtbsa)7(Hdtbsa)]·(HOiPr)2(3)和[LaTi7(μ3-O)3(μ2-OH)2(OC2H5)8(dtbsa)7(Hdtbsa)]2·(C2H5OH)4(4)。单晶分析表明,七核化合物1内核EuTi6具有三角棱柱的结构,其中Eu3+位于六个Ti4+离子形成的棱柱中心。八核化合物2和3的金属内核结构可以看作是化合物1中三棱柱的一侧连接一个Ti4+。化合物4中,Ln2Ti14的金属骨架可看作是EuTi7的二聚体。紫外-可见漫反射光谱估算的带隙值表明,簇合物1、2和3的禁带宽度值分别为2.35、2.07和2.16 eV,明显小于锐钛矿的禁带宽度值。光电响应测试发现这三种簇合物具有明显的光电响应,而且簇合物1和2的电荷分离效应好于簇合物3。为了探索这类簇合物在光催化方面的应用,我们做了在甲醇水溶液中的光催化(300–800 nm)分解水产氢实验。簇合物1、2和3的产氢率分别为112、106和87μmol?h-1?g-1,高于商用P25。粉末X射线衍射(PXRD)和热重分析(TGA)证明了簇合物的光热稳定性。本文不但提供了一种制备稀土钛氧簇合物的螯合配体策略,而且还表明稀土钛氧簇合物具有较低的带隙和光驱动的催化活性。

锌-稀土矩形纳米簇的构筑及近红外发光性能（英文）

本文设计了一个新型含苯-甲基-苯骨架的席夫碱配体,构筑了两个具有矩形结构的锌-稀土纳米簇[Ln2Zn2L2(OAc)6](Ln=Yb(1)和Er(2))。该席夫碱配体以"伸展型"配位模式与稀土离子进行配位,使这些锌-稀土纳米簇表现出较大的分子尺寸结构(0.7nm×1.1 nm×2.2nm)。荧光性质研究表明,由Zn/L组成的发色基团能有效敏化1和2中Yb3+和Er3+离子的近红外发光。通过对荧光量子产率及寿命进行分析发现,Zn/L对Yb3+离子的传能效率要高于Er3+离子。

高核稀土-氧簇的合成策略及模块组装

稀土-氧簇是一类由多个稀土离子通过氧桥连接形成的多核稀土配合物.基于多金属间的协同作用,稀土-氧簇具有独特的光、电、磁和催化性质.由于具有漂亮的分子结构和多领域的潜在应用,高核稀土-氧簇受到研究者的广泛关注.本文概述了高核稀土-氧簇的有效合成策略,即配体控制稀土水解法和阴离子模板法,总结了高核稀土-氧簇的模块组装规律,并展望高核稀土-氧簇的未来研究方向.

草业生产中应用稀土的效果

1990年～1991年在新疆7个地(州)市的20个县(市)和区辖国营牧场进行了稀土在牧草生产中开发应用的研究。两年来,累计应用面积约14077hm^2,新增总产值125.3万余元,产投比达5.8～33.1:1,新增干草总量849.6万公斤。开发研究表明,新疆牧区主要土壤中可溶态稀土含量多在5.5～8.3mg(RE_2O_3)·kg^(-1)之间,施用稀土表现有效。稀土具有提高牧草成苗密度,促进植株生长发育、生理活性和增强牧草植株抗旱抗寒性的作用。

高核稀土嵌入的多酸材料的研究进展

高核稀土嵌入的多酸材料是近年来无机合成化学与材料化学领域的研究热点。由于稀土离子独特的电子排布和结构特征以及多酸材料的优异特性,赋予了该类材料在催化、磁学、电化学、传感探针和医药等领域重要的应用前景。本文围绕着近30年来高核稀土嵌入的多酸材料的研究进展,分别对该类材料的合成策略、结构类型、结构调控、相关性质等方面进行了详细阐述。此外,还对当前该类材料的发展所面临的挑战进行了总结,并对其应用发展提出了展望。

高核稀土-氧簇Ln_(19)的组装、结构与磁性研究

因其奇特的物理和化学性质,高核稀土-氧簇已经成为配位化学中极其活跃的领域之一并受到广泛关注。然而,由于稀土离子具有较高的配位数和多变的配位几何构型,高核稀土-氧簇的合成及组装仍极具挑战性。采用螯合配体1,2-环己二胺四乙酸(2,2′,2″,2′″-(Cyclohexane-1,2-diylbis(azanetriyl))tetraacetic acid, H4CDTA)控制稀土离子水解,得到了两个零维盘状结构的高核稀土-氧簇Ln_(19)(Ln=Dy为化合物1, Ln=Tb为化合物2)。在相同条件下,采用乙二胺四乙酸二钠盐(Disodium edetate dihydrate, Na2H2EDTA)控制稀土离子水解,得到两个以Ln_(19)为构筑基元的一维链状化合物3(Ln=Dy)和4(Ln=Tb),以及两个以Ln_(19)为构筑基元的三维框架化合物5(Ln=Dy)和6(Ln=Tb)。结果表明,通过改变螯合配体的空间位阻可以实现以高核稀土-氧簇为节点的多维配位聚合物的可控组装。磁性研究表明,化合物1~6均表现出弱的反铁磁相互作用。