包头稀土精矿处理现状及建议

包头稀土矿世界最大,在我国乃至世界稀土工业占据举足轻重的地位。综述了包头稀土精矿工业提取工艺及存在的问题,介绍了处于实验室研究阶段的其他提取工艺,对包头稀土精矿的处理提出了几点建议。

稀土在玻璃中的着色和紫外吸收作用的研究进展

本文综述了国内外关于稀土在玻璃中的着色和紫外吸收方面的研究和应用情况。稀土和过渡金属元素组合使用对玻璃着色效果较好,铈、铁和钛等金属组合使用研制出了各种防紫外线玻璃。

光谱法研究稀土离子钇(Ⅲ)与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了稀土金属离子Y3+与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果发现:Y3+对BSA的紫外吸收光谱具有增强作用,而对荧光光谱具有较强的荧光猝灭作用且峰位明显蓝移20～25 nm。用Stern-Volmer方程分别对实验数据进行分析,得出结论:Y3+对BSA的荧光猝灭作用是属于静态荧光猝灭,Y3+与BSA反应生成了新的复合物,发生了分子内的非辐射能量转移。求得相互作用过程的结合常数(KA)和热力学参数(ΔΗ、ΔS、ΔG),确定了它们之间的主要作用力是范德华力、氢键等,但静电作用力也不可忽略。同步荧光光谱法表明Y3+对牛血清白蛋白的构象有影响。

稀土产业氨氮废水处理现状及建议

氨氮废水已严重制约了稀土行业的可持续发展,概述了氨氮废水处理的现状,对稀土产业氨氮废水的处理提出了几点建议。

稀土石膏制备硫酸钙晶须及晶须形成机理

为解决稀土冶金过程中产生的废渣回收利用问题,以稀土石膏为原料制备硫酸钙晶须(CSW)。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重-差示扫描量热(TG-DSC)等对样品进表征,研究晶须生长时间和钙离子浓度对CSW形貌的影响。结果表明,CSW的生长基本经历成核-轴向生长-溶解-纵向生长。其生长机理主要是轴向螺旋位错和层-层自组装生长方式。陈化时间为1.5 h,晶须生长完全。钙离子浓度越高越有助于晶核形成,从而对CSW的形成过程起到强化作用,促进其快速生长。

“稀土元素及其分析化学”教学手段的探讨

以"稀土元素及其分析化学"作为研究对象,利用课堂理论教学模式为主,实验和实践教学的跟进辅助和网络教学的补充等一系列教学模式相结合,将"稀土元素及其分析化学"课程得到全面的发展,使受益学生而逐步扩大。

浅谈稀土化学教学中美育的渗透

从美学的基本原理出发,通过稀土化学教学中具体实例,从稀土元素的存在、发展和应用等多方面,阐述了如何结合稀土化学特点对学生进行美感教育,积极挖掘稀土化学中的美育因素,增加大学生的美感,构建大学生健康审美情趣、审美标准、审美理想,多渠道、宽口径培养大学生创造美的能力。

共沉淀法制备稀土石榴石Ln_3Al_5O_(12)(Ln=Y,Ce,Yb)

以Y2O3、Yb2O3、Al(NO3)3.9H2O和Ce(NO3)3.6H2O为原料,NH4HCO3、NH3.H2O做复合沉淀剂,用共沉淀法制备纳米稀土石榴石Ln3Al5O12(LnAG,Ln=Y,Ce,Yb)粉体。用TG/DTA、XRD、SEM、TEM等手段对LnAG前驱体及煅烧后的粉体进行表征。结果表明,用上述方法在1 000℃煅烧3h可得到分散性好、形状规则且粒径为50nm左右的Y3Al5O12、Yb3Al5O12、Y2.9Ce0.1Al5O12石榴石粉体,但不能得到Ce3Al5O12石榴石,合成石榴石粉体的最佳煅烧温度为1 050℃以上。

改性粉煤灰吸附稀土氨氮废水的机理研究

分别用氢氧化钠、硫酸和稀土镧对粉煤灰进行改性,然后用对比法研究了粉煤灰改性前后对稀土氨氮废水的吸附行为。结果表明,碱改性粉煤灰对稀土氨氮废水的吸附效果最佳。在室温下,pH为11.7,投加量5g,吸附达到平衡时,碱改性粉煤灰的吸附效率可以达到81.56%。碱改性粉煤灰吸附稀土氨氮废水的吸附过程符合Elovich吸附方程,属于良性吸附,吸附容量达到1.72mg/g。

制备方法与Ce^(3+)对二水硫酸钙晶须形貌的影响

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响,并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料,CeCl_(3)·7H_(2)O为铈源,探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明:采用微波法可以制备高长径比的CSW,其平均长度为263μm,平均长径比为39.50。Ce^(3+)以原子置换的形式进入CSW,对晶须的晶体结构不产生影响,但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce^(3+)能够促进晶须向一维生长,使得CSW的长径比显著增加,而过量的Ce^(3+)会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce,同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性,这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。

添加剂对无水硫酸钙晶须生长的影响及分子动力学模拟

以硫酸铵废水为原料,采用水热法制备了无水硫酸钙晶须(CSW)。首先研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和不同聚合度的聚乙二醇(PEG)对CSW生长行为的影响。然后用Materials Studio 2020软件对SDBS吸附在CSW表面进行分子动力学模拟,计算得到各晶面吸附能。结果表明,产物均为正交晶系的CSW。未加添加剂制备出的CSW平均长度为65.27μm,长径比为40,但表面粗糙,分布不均匀。加入4%(质量分数)SDBS制备出的CSW形貌最优,分布均匀,表面光滑且均为针状,平均长度为136μm,长径比为62。SDBS能促进CSW以螺旋位错的形式沿轴向生长,提高CSW长径比。

SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+红色荧光粉的形貌调控和发光性能

以Sm^(3+)为激活剂,Na^+为电荷补偿剂,柠檬酸为配位剂,乙二醇作为辅助配位剂,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,然后在800℃下焙烧,成功制备了一系列SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+红色荧光粉。用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的物相、形貌、组成、发光性能和量子效率等进行测试和表征。分析结果表明:制备的SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+荧光粉均为四方晶系结构,掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大。在403 nm近紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于563、600、647和707 nm处,归属于~5G_(5/2)→~6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)的电子跃迁,其中位于647 nm处的主发射峰的相对发光强度最大。当Sm^(3+)的掺杂物质的量分数为1%~3%时,发光强度最好,当浓度超过1%~3%时,会发生荧光猝灭。对实验数据进行分析,确定荧光猝灭机理是由于钐离子间交换作用引起的,并计算了能量传递的临界距离为1.77~2.56 nm。此外,还详细研究了乙二醇对SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+荧光粉形貌的影响,研究结果表明:乙二醇加入量为5 m L时,产物形貌均匀,呈球形或椭球形;且分散性较好;荧光强度最大。

橙红色荧光粉Ca_(1-x-y)Sm_xBi_ySiO_3的制备及其发光性能

以Sm3＋作为激活剂,Bi3＋作为辅助激活剂,采用水热法合成Ca1-x-ySmxBiySi O3前驱体,然后在1 100℃焙烧得到系列橙红色荧光粉。用X-射线衍射仪、扫描电镜和荧光分光光度计和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的组成、结构和形貌及其发光性质进行分析和表征。分析结果表明：产物都为三斜晶系结构的Ca1-x-ySmxBiySi O3和四方结构的方石英Si O2共熔体。在405 nm近紫外光激发下,产物的发射光谱由3个峰组成,发射峰值位于566、606和650 nm处,分别归属于Sm3＋的4G5/2→6HJ/2（J=5,7,9）跃迁。产物的激发光谱在405 nm有很强的发射带,与近紫外LED芯片匹配。随着Sm3＋掺量的增加,样品发光强度先增强后减弱,当Sm3＋的物质的量分数为3%时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。当Bi3＋的物质的量分数在0.3%~1.5%时,对产物Ca0.97Sm0.03Si O3的荧光强度起敏化作用。Sm3＋和Bi3＋的最佳物质的量分数分别为3%和0.5%。

Ce^(3+)与牛血清白蛋白的相互作用的研究

在模拟动物体生理pH值条件下,用荧光光谱法和紫外吸收光谱法研究了稀土离子铈[Ce3+和Ce2(CO3)3]与牛血清白蛋白(BSA)的结合反应.探讨了Ce3+和Ce2(CO3)3对BSA的荧光猝灭过程机理,并分别计算了不同温度下Ce3+和Ce2(CO3)3与BSA的结合常数(KA)和实际热力学参数(△H,△G和△S),并判断了Ce3+和Ce2(CO3)3与BSA结合的作用力类型.由于所求热力学常数都是△H<0,△S>0,由此可判断Ce3+和Ce2(CO3)3与BSA之间的作用力主要为静电引力.实验结果表明,Ce3+和Ce2(CO3)3与BSA结合形成复合物,分别为:n(Ce3+):n(BSA)=1.8:1,n[Ce2(CO3)3]:n(BSA)=2.6:1.导致BSA内源性荧光猝灭是由于分子内的非辐射能量转移而引起的静态猝灭.

分子量为3000的壳聚糖与牛血清白蛋白相互作用的研究

在模拟人体生理条件下,利用荧光光谱、圆二色谱、紫外-可见吸收光谱法和三维荧光法研究了3 000分子量的壳聚糖（CS）与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用。结果表明,CS对BSA的紫外吸收光谱具有增强作用,而对荧光光谱具有较强的荧光猝灭作用且峰位明显蓝移8-10 nm。用Stern-Volmer方程分别对实验数据进行分析,得出结论,CS对BSA的荧光猝灭作用是属于静态荧光猝灭;与其反应生成了新的复合物,发生了分子内的非辐射能量转移;并求得相互作用过程的结合常数KA（Kb）和热力学参数（ΔG、ΔH、ΔS）,确定了它们之间的主要作用力是静电作用力,但疏水作用也不可忽略。圆二色谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱法表明了CS对牛血清白蛋白的构象和所处的微环境发生了一定程度的变化。

焙烧温度和掺杂浓度对Ca_(1-x)Sm_xWO_4发光性能的影响

采用水热法制备了不同Sm^(3+)掺杂量和不同焙烧温度的CaWO_4:Sm^(3+)系列荧光粉。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM and EDS)、荧光分光光度计(FL)、傅里叶变换红外光谱仪(FIIR)和HORIBA Fluoromax-4仪等手段对样品的组成、结构、形貌、发光性质和量子效率进行分析和表征。分析结果表明:所得产物都为白钨矿结构。在405 nm近紫外光激发下,产物的发射光谱都有3个主发射峰组成,分别位于566、606和650 nm处,归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5,7,9)跃迁。随着Sm^(3+)的物质的量分数的增加,样品发光强度先增强后减弱,当Sm^(3+)的物质的量分数为1%时发光强度达到最高。对实验数据进行分析确定了钐离子间的能量传递类型为离子交换作用;并计算了能量传递的临界距离为2.46 nm。

超声法合成CePO_4纳米线及发光性能研究

用CeO2作为铈源,采用可重复利用的H3PO4及非模板剂的情况下,用低温超声法成功合成了六方结构的CePO4一维纳米线材料。用X-射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和荧光分光光度计（FL）测试样品的物相结构、微观形貌、颗粒尺寸和发光性能;并研究超声时间和PO3-4/Ce3＋摩尔比对产物的形貌和荧光性能的影响。结果表明：实验所做出的样品全部是六方晶系的结构,形貌都为一维纳米线,其纳米线长50~200nm,宽5~40nm左右;不同超声时间和PO3-4/Ce3＋摩尔比的纳米线长径比不同,随超声时间的延长和PO3-4/Ce3＋摩尔比增大纳米线出现团聚现象,产物在250~300nm处有宽的激发峰,在378nm处有一个发射峰,是属于Ce3＋的5d-4f能级跃迁。

十二烷基磺酸钠改性纳米CeO_2的研究

采用十二烷基磺酸钠(SDS)对纳米CeO2粉体进行表面改性以提高其在有机材料中的分散性,以活化指数表征改性效果,并用IR、TG-DSC、TEM和LPSA表征了改性纳米CeO2的效果和结构。结果表明,最佳改性工艺条件为:十二烷基磺酸钠用量4%,反应温度70℃,反应时间6h,pH=7。SDS以化学键合的方式吸附在纳米CeO2的表面,并形成了有机包覆层,经SDS改性过的纳米CeO2的分散性明显提高,粒度降低44%。

硫酸钙晶须的研究进展

介绍了硫酸钙晶须的形成机理和生长机理,详细阐述了目前制备硫酸钙晶须的原料、方法以及应用领域,分析了不同制备方法目前存在的问题,提出了相应的改善措施。同时讨论了制备和应用之间的关系,为硫酸钙晶须未来应用以及资源综合回收利用提供了科学性指导。

降低氧化镨钕中氯根的工艺研究

氯化镨钕经过沉淀、灼烧后得到镨钕氧化物中氯根含量偏高,研究两种沉淀工艺中的沉淀时间和料液浓度,灼烧过程中温度、装料方式和通风量等工艺条件对氯根的影响。结果表明,采用并流沉淀工艺,料液浓度为180g/L,沉淀时间大于6h,控制灼烧温度为1 050℃,增加装料松散度,每吨REO的通风量为150m^3/min,得到碳酸镨钕的氯根含量≤0.035%,氧化物中氯根含量≤0.010%。通过SEM表征表明,碳酸盐和氧化物的晶体形貌对氯根的含量有一定影响。