一种基于反谐振结构的三能级掺钕激光光纤设计

900 nm掺钕光纤激光器可广泛应用于生物医学诊断、激光检测和光谱分析等领域.钕离子在1060 nm波段四能级跃迁的增益竞争,严重限制了900 nm三能级掺钕光纤激光器输出功率的提升.本文设计了一种纤芯直径为27μm的大模场掺钕实芯双层反谐振光纤,用于产生高功率900 nm激光.通过在有源光纤中引入双层反谐振单元结构,并对光纤结构参数和折射率分布进行优化,模拟结果表明光纤在880—913 nm波段基模损耗小于0.1 dB/m,高阶模式损耗大于10 dB/m,同时在1060 nm波段所有模式损耗达到100 dB/m.本文提出的掺钕实芯反谐振光纤在900 nm高功率光纤激光器和放大器等领域具有广泛的应用前景.

改性色谱柱分离辐照后UO_(2)-Zr燃料中燃耗监测体钕的方法研究

钕监测体法整体精度高、适用范围广,是目前最常用的绝对燃耗测量方法之一。新型UO_(2)-Zr燃料中锆基体为燃料的溶解及燃耗监测体钕的分离带来了极大挑战,钕分离效率的提高对提升绝对燃耗测量可靠性、降低操作人员受照剂量具有重要意义。选择三种具有较强镧系元素萃取能力的酸性磷类萃取剂作为改性试剂,通过浸渍法完成商业化色谱柱的改性制备。比较研究表明,(2-乙基己基)膦酸单-2-乙基己基酯改性后的色谱柱分离性能最优,在0.05 mol·L^(-1)硝酸溶液的等度洗脱下,15 min内可实现钕的完全分离,Pr/Nd分离因子为1.73,而Nd/Sm分离因子远远大于1.5。60次重复分离实验证实改性色谱柱分离稳定性良好,在模拟辐照后UO_(2)-Zr燃料溶液中能实现大量铀、锆基体中微量钕的富集与分离。

高门尼粘度钕系顺丁橡胶/溶聚丁苯橡胶/天然橡胶胎面胶的性能研究

基于半钢子午线轮胎胎面胶配方,将两种高门尼粘度钕系顺丁橡胶(NdBR){记为NdBR-1^(#)和NdBR-2^(#),门尼粘度[ML(1+4)100℃]分别为67和72,相对分子质量分布指数分别为3.26和2.31}与溶聚丁苯橡胶(SSBR)和天然橡胶(NR)并用,并与镍系顺丁橡胶(牌号BR9000)和NdBR(牌号CB22)作对比,研究高门尼粘度NdBR/SSBR/NR胎面胶的性能。结果表明:在BR/SSBR/NR三胶并用时,高门尼粘度NdBR的应用优势较明显;NdBR-2^(#)胶料的综合性能优于NdBR-1^(#)胶料,物理性能、滚动阻力及动态力学性能相当,抗裂口增长性能、抗切割性能和耐老化性能尤其突出,明显优于CB22胶料。NdBR-2^(#)更适用于BR/SSBR/NR并用体系。

2000—2022年中国钕动态物质流分析

钕(Nd)是全球能源绿色低碳转型过程中所需的关键稀土金属元素,广泛应用于电子、家用电器、风力涡轮机、汽车催化剂、传统汽车和新能源汽车等领域。钕重要性日益凸显,开展钕物质流分析,定量刻画钕元素在全产业链的物质流动过程,厘定潜在风险点,对于提升钕产业链供应链稳定性具有重要意义。本文基于物质流分析法构建了钕生命周期动态物质流分析模型,研究结果表明,中国钕以国内供应为主,其他来源的钕资源占比较少,但近年来钕稀土精矿进口量逐渐增加。随着国内经济发展,钕上游产品出口量减少,进口量增加;在产业链中游,钕主要用于生产钕铁硼永磁铁,2000年,消费领域占比90.28%,2022年,占比达到93.08%;在终端产品中,钕消费量由2000年的672 t增长到2022年的37896 t,增长了56.3倍。中国钕资源产业链完整,钕在用存量规模大,极具回收潜力,然而钕回收率较低,亟待提升回收利用技术水平,促进稀土行业的可持续发展。

miR-15a、miR-466b-3p、miR-328-3p和miR-144-5p对硝酸钕诱导小于胎龄儿绒毛膜细胞凋亡的调控作用

目的:探究硝酸钕[Nd(NO 3)3]对小于胎龄儿(small for gestational age,SGA)绒毛膜细胞凋亡及标志性microRNA表达变化的影响,揭示钕致SGA的潜在分子作用机制。方法:选取人绒毛膜细胞系(JEG-3),通过CCK-8确定Nd(NO 3)3最佳染毒剂量、时间;流式细胞术检测细胞凋亡情况;提取对照组(0μg/mL)、实验组[低、中、高剂量组(0.2、2、20μg/mL)]细胞的miRNA进行qPCR,检测miR-15a、miR-466b-3p、miR-328-3p、miR-144-5p的表达水平。转染miR-15a、miR-144-5p抑制剂后检测细胞转染情况,再次进行CCK-8、流式细胞术验证细胞凋亡情况。结果:CCK-8结果显示,中剂量组细胞存活率下降至75.53%,流式细胞检测同样发现在中剂量组出现了更多凋亡。对JEG-3细胞染毒24 h提取细胞miRNA检测其miR-15a、miR-466b-3p、miR-328-3p、miR-144-5p表达水平,与对照组相比均出现不同程度上调。JEG-3细胞系转染上述microRNA抑制剂后,CCK-8中剂量组miR-144-5p、miR-15a抑制剂转染组其存活率由原75.53%回升至76.71%、83.03%,而凋亡水平则由原18.70%下降至18.44%、15.34%。结论:硝酸钕对JEG-3毒性影响呈现剂量依赖性,miR-15a、miR-466b-3p、miR-328-3p、miR-144-5p表达水平出现上调,激活下游信号通路调节细胞凋亡,对硝酸钕引起的细胞应激反应具有重要影响,为探究SGA的分子作用机制提供了新的研究方向。

稳定钕同位素地球化学综述

钕(Nd)元素是一种轻稀土元素,共有7个稳定同位素。近年来,随着质谱分析技术和化学分离方法的发展,稳定Nd同位素地球化学已经成为地球化学的重要研究方向之一。本文对稳定Nd同位素体系的研究现状进行了系统总结,包括Nd元素的地球化学性质;Nd同位素的化学分离、质谱测定及质量分馏校正等分析技术方法;球粒陨石、全硅酸盐地球和其他储库的稳定Nd同位素组成;稳定Nd同位素在地质过程中的应用,例如在岩浆演化过程、低温地质过程以及宇宙化学中的应用。目前稳定Nd同位素地球化学还集中在分析方法和自然储库的研究方面,未来在地球科学和行星科学中具有广阔的应用前景。

掺钕钇铝钙钛晶体激光结合两种再矿化制剂与早期釉质龋的再矿化

背景:近年来,多种激光被广泛应用于口腔医学相关的各种疾病,包括龋病的预防及治疗。目的:探讨掺钕铝酸钇晶体(neodymium-doped:yttrium aluminum perovskite,Nd:YAP)激光联合两种再矿化制剂对早期釉质龋再矿化的作用。方法:将60颗牙釉质块体外建立人工龋模型后,随机分为6组(n=10):A组不进行任何处理,行体外pH循环;B组进行护牙素(主要成分为酪蛋白磷酸钙复合体)再矿化处理,行体外pH循环;C组进行舒适达牙膏(主要成分为生物活性玻璃)再矿化处理,行体外pH循环;D组进行Nd:YAP激光照射,行体外pH循环;E组进行Nd:YAP激光照射,然后进行护牙素再矿化处理,行体外pH循环;F组进行Nd:YAP激光照射,然后舒适达牙膏再矿化处理,行体外pH循环;再矿化处理2次/d,实验周期20 d。G组为正常对照,未致龋,未进行再矿化处理,仅行体外pH循环。实验结束后,检测各组牙釉质表面的显微硬度、形貌与Ca/P比值。结果与结论:①B、C、D组牙釉质表面的硬度值高于A组(P<0.0001),E、F组牙釉质表面的硬度值明显高于B、C、D组(P<0.0001),F组牙釉质表面的硬度值明显高于E组(P<0.0001);②扫描电镜下可见,A组牙釉质表面存在大量的脱矿孔隙;B组牙釉质表面有矿物质沉积,沉积不均匀且较为疏松;C组牙釉质表面有大量矿物质沉积,且钙化团块间可见脱矿孔隙;D组牙釉质表面较为平整,脱矿孔隙较A组明显变小,釉柱间质有破坏;E组牙釉质表面矿物质沉积较厚,脱矿孔隙明显减少;F组牙釉质表面沉积的矿化物最为致密且均匀,脱矿孔隙细小;③B、C组牙釉质表面Ca/P比值明显高于A组(P<0.0001),E组牙釉质表面Ca/P比值明显高于B、C、D组(P<0.0001),F组牙釉质表面Ca/P比值高于E组(P<0.001);③结果显示,生物活性玻璃、酪蛋白磷酸钙复合体、Nd:YAP激光在牙釉质脱矿后均具有促进牙釉质表面再矿化的作用,Nd:YAP激光联合生物活性玻璃或酪蛋白磷酸钙复合体能进一步加强牙釉质龋的再矿化作用,其中Nd:YAP激光和生物活性玻璃的联合使用效果最佳。

氢氟酸沉淀法制备松装密度适度的大颗粒无水氟化镨钕的研究

采用氢氟酸沉淀法制备无水氟化镨钕粉体,考察了草酸加入量、底水酸度、上清液循环利用次数、氢氟酸用量等条件对水合氟化镨钕晶体的形成和无水氟化镨钕粉体的形貌、粒度、松装密度、杂质等的影响。结果表明,优化的工艺条件为:草酸投入量为理论用量(RE^(3+)物质的量的1.5倍)的6%~10%,底水的酸度为1.6~2.0 mol/L,上清液循环利用次数≤3次,氢氟酸投入量为100%理论用量(RE^(3+)物质的量的3倍)。采用优化工艺条件制备的无水氟化镨钕中位粒径D_(50)可达到10~30μm,松装密度为0.7~0.8 g/cm^(3),非稀土杂质含量低,稀土收率达到99.81%。

双金属钕镍有机框架化合物的制备及其电化学性能

[目的]稀土元素掺杂及双金属离子配位的金属有机框架化合物(MOFs)具有良好的电化学性能。[方法]以Nd、Ni元素为双金属离子源,均苯三甲酸(BTC)为有机配体,采用溶剂热法制备了具有棱柱状结构的双金属有机框架复合物材料(Nd Ni-MOFs)。采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)考察了Nd Ni-MOFs的电化学性能。[结果]NdNi-MOFs电极在1 A/g电流密度下的比电容可达1 280 F/g,而在8 A/g电流密度下循环充放电5 000次后的比电容为1 145 F/g,电容保持率达88.3%。由Nd Ni-MOFs电极组成的对称电容器在功率密度204.2 W/kg下的能量密度达到175 W·h/kg,充放电循环稳定性良好。[结论]Nd Ni-MOFs有望用作电容器、电池等的电极材料。

用溶液型磷酸酯钕催化合成高顺式丁戊橡胶

使用溶液型磷酸二(2-乙基己基)酯钕为主催化剂、烷基铝为助催化剂、氯化铝为第3组分,构建了均相磷酸酯稀土催化体系并用于催化丁二烯和异戊二烯进行共聚合,研究了烷基铝和氯化铝的组成及用量、催化剂用量和单体投料配比对共聚物性能的影响。结果表明,该催化体系可以高效催化丁二烯和异戊二烯的共聚合反应,所得聚合物为具有立构规整性、窄分子量分布的高顺式无规丁戊橡胶;当烷基铝为二异丁基氢化铝时,催化体系表现出可逆配位链转移聚合特征,每一个钕原子可产生高达10.3条聚合物分子链。

基于声学特征分析的镨钕合金无损检测方法研究

当前镨钕等稀土合金铸锭成品的质量检测工序均采用人工钻检法和化学分析法,存在着质检周期长、成本高、严重依赖人工经验等缺陷,本文基于声学特征分析的技术,结合传感器、信号处理、经典工程控制等理论,提出了一种无损的物理检测方法。首先对熔盐电解得到镨钕合金进行成分分析,确定其碳含量指标可作为金属质量的分类特征,并且依靠声学信号能判断金属碳含量;其次采集镨钕合金受到外界脉冲激励时的声学信号,通过分析声学信号的时域波形,建立镨钕合金碳含量与其声学信号特征的内在关联模型;最后正交实验结果表明,声学信号的时域特征能较好区别镨钕合金的高低碳差异。

用新型钕系催化剂体系催化合成超高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶

采用由改性新癸酸钕[(m-Nd(vers)_(3))]为主催化剂、三异丁基铝为助催化剂和氯源组成的催化体系研究了丁二烯的聚合反应行为,考察了三异丁基铝用量、氯源结构、聚合反应温度、催化剂用量等因素对丁二烯聚合活性、顺式-1,4-结构选择性和聚合物分子量及其分布的影响。结果表明,使用m-Nd(vers)3/三异丁基铝/倍半乙基氯化铝体系催化丁二烯聚合可得到具有较高催化活性、超高顺式-1,4-结构(最高摩尔分数可达99.2%)、高分子量(数均相对分子质量为1.19×10^(5)~4.12×10^(5))和窄分子量分布(多分散性指数小于2.5)的聚丁二烯。

铒钕双波长激光辅助治疗慢性牙周炎的临床效果及对龈沟液中细胞因子的影响

目的探讨铒(Er:YAG)钕(Nd:YAG)双波长激光辅助治疗牙周炎的效果,并系统分析其对龈沟液中细胞因子的影响。方法选取厦门医学院附属口腔医院2021年5月至2023年4月诊治的78例慢性牙周炎患者为研究对象,按照随机数表法分为常规组(n=39,采用常规治疗措施)和激光组(n=39,在常规治疗措施的基础上进行Er:YAG和Nd:YAG双波长激光辅助治疗)。比较两组治疗前及治疗后1、3个月的牙周指标,采集并分析两组治疗前后龈沟液中细胞因子水平。结果两组治疗前牙周袋探诊深度(PD)、附着丧失(CAL)、牙龈指数(GI)、牙龈沟出血指数(SBI)比较,差异无统计学意义(P>0.05);与常规组比较,治疗后1、3个月激光组PD、CAL、GI及SBI均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。两组治疗前龈沟液中白细胞介素(IL)-8、IL-1β及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);与常规组比较,治疗后3个月激光组龈沟液中IL-8、IL-1β及TNF-α水平均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论Er:YAG及Nd:YAG双波长激光辅助治疗慢性牙周炎表现出良好的效果,能够改善牙周指标并有效调节龈沟液中细胞因子水平,减轻炎症的程度,促进牙周组织修复。

我国科研人员发现两种新矿物——“氟碳钙钕矿”“菊兴铜矿”

近日,由我国科研人员发现、命名并申报的新矿物“氟碳钙钕矿”以及“菊兴铜矿”分别获得国际矿物学协会-新矿物命名及分类委员会批准通过。氟碳钙钕矿由国家地质实验测试中心联合中国地质科学院矿产资源研究所、中南大学等单位科研人员发现于内蒙古白云鄂博矿。氟碳钙钕矿属于钙稀土氟碳酸盐系列矿物,是常见的稀土矿物氟碳钙铈矿的富钕类似矿物,也是钕资源的重要矿物原料。

熔融钕/镝铁硼中稀土元素活度的测定

在有关熔融Nd/Fe系统报道的Nd的测量活度(化学势)中观察到了相当大的差异。为了获得准确的结果,文中采用电动势法和特制的钕浓差电池测量熔融Nd-Fe-B合金中钕元素的活度。为了对比验证,同时还研究熔融Dy-Fe-B合金中镝的活度。熔融Nd-Fe-B合金中测得的Nd活度接近理想溶液中观察到的活度。结果表明:在所研究的浓度范围内,熔融合金中B的存在不会显著影响Nd的活度。在Dy-Fe-B合金中测定到镝的活度与在理想溶液中观察到的相似。获得的结果与最新的计算相图评估结果一致,说明电动势测定方法获取的稀土活度具有较高的可靠性和精确度。

镨钕金属抛光废料回收工艺研究

室温(5~35℃)下,采用筛选、湿法磁选、酸化、草酸沉淀和焙烧等工序对镨钕金属抛光废料中的稀土、氟和铁进行回收循环利用。此方法得到的氧化镨钕和氟化镨钕具有较高的纯度,且稀土、氟和铁均具有较高的回收率,稀土的回收率为96%以上,氟的回收率为90%以上,铁的回收率为93%以上。回收处理酸不溶物过程中产生的废酸和水洗筛上料的粉尘和洗水均可返回下批料的处理中得以回收利用。整套工艺既可实现二次资源的利用,又无废渣的产生,节省生产成本的同时解决了环保中的废渣问题。本工艺提供的镨钕金属抛光废料回收处理方法简单易操作,易于工业化。

钕改性铁基催化剂用于氮氧化物脱除

采用分步浸渍法,分两步将金属铁和钕依次引入商业化成品二氧化钛表面,研究其脱硝性能。通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(N2-BET)、X射线光电子能谱(XPS)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)等方法对样品进行表征分析。通过氮气吸附-脱附发现,钕的引入使得负载铁后的催化剂比表面积减小。X射线衍射分析结果表明,引入的金属物种在催化剂表面具有良好的分散性。氨程序升温脱附测试结果显示,钕的引入增加了催化剂的总酸量,同时改变了催化剂的酸性分布。X射线光电子能谱测试结果表明,钕改性增加了催化剂表面吸附氧和铁(Ⅱ)的含量,有利于脱硝反应的进行。氢气程序升温还原测试结果表明,钕的引入使得催化剂氧化还原性能略有下降。活性测试结果表明,适量钕负载有利于提升催化剂的脱硝性能,钕元素在催化剂中的质量分数为9%时催化剂表现最优,最佳脱硝效率为81.4%。

水稻田垂直剖面土壤稀土元素来源解析及生态风险评价——基于锶钕同位素示踪结合MixSIAR模型

为研究水稻田垂直剖面土壤中稀土元素的来源及生态风险,采集了福建省东南部地区3个水稻田垂直剖面土壤及周边潜在源样品,分析测定垂直剖面土壤和潜在源中稀土元素含量及锶钕同位素组成.在垂直剖面土壤和潜在源稀土元素含量、地球化学特征定性分析垂直剖面土壤中稀土元素来源的基础上,利用锶钕同位素结合MixSIAR模型定量计算各潜在源对垂直剖面土壤中稀土元素的具体贡献,将潜在生态风险评价与MixSIAR模型计算贡献率结果相结合,得出潜在源对垂直剖面土壤中稀土元素综合潜在生态风险的贡献.结果表明,P1垂直剖面土壤中稀土元素主要来源于土壤母质层,稀土元素达到中等生态风险水平;P2垂直剖面土壤中稀土元素受化肥影响较大,浅层土壤中稀土元素生态风险大于深层土壤;P3垂直剖面土壤中稀土元素受多种因素综合影响,稀土元素生态风险较小.垂直剖面土壤中稀土元素生态风险受人为因素影响的同时自然来源也不可忽视.

用碳酸钠沉淀法制备少钕碳酸稀土试验研究

研究了用碳酸钠沉淀氯化稀土料液制备少钕碳酸稀土,考察了料液中稀土质量浓度、沉淀温度、沉淀时间、水洗温度、水洗时间对少钕碳酸稀土粒度、稀土和氯含量的影响。结果表明:最佳制备工艺条件为料液中稀土质量浓度180 g/L,沉淀温度55℃,沉淀时间270 min,水洗温度55℃,水洗时间45 min;此条件下制备的少钕碳酸稀土为层状堆叠的片状晶体,稀土质量分数>45%,氯质量分数<0.043%,中值粒径D_(50)为29.28μm,粒度分布较为集中。该法成本低,无氨氮污染,通过控制沉淀工艺参数可获得满足市场需求的少钕碳酸稀土产品。

钕电解相关物质理论分解电压的计算

本文计算了 Nd F3- L i F- Nd2 O3体系各物质的理论分解电压。结果表明 ,采用惰性阳极 ,理论分解电压按 Nd2 O3、Nd F3、L i F顺序依次增大 ,温度升高 ,理论分解电压降低 ;采用活性阳极 (石墨 )时 ,Nd2 O3与石墨反应生成 CO和 CO2 ,其理论分解电压较小 ,反应较易发生 ,尤以生成 CO的反应更易发生。但当电流密度较高或 Nd2 O3浓度较低时 ,可能生成碳氧氟化合物及氟碳化合物 ,并发生阳极效应 ,各物质的理论分解电压也随温度的升高而降低。