稀土纳米功能材料的可控合成及应用

经过近20年的发展,纳米科学的研究对象已从早期的Ⅱ-Ⅵ族半导体体系、碳簇和碳管体系拓展到了包括主族元素化合物、过渡金属及其化合物、贵金属及其合金,以及镧系元素化合物等更为丰富的体系,研究的方法也从早期的溶液相合成拓展到多相合成、模板法合成,以及仿生合成等复杂方法,研究目的也从单纯的材料纳米化转为以功能和器件为导向的合成和组装,并且更加注重材料的组成、结构、形貌和表界面的控制,以及在催化、信息、生命等领域的的应用。显然,无机合成化学已成为纳米材料和器件制备不可或缺的重要手段。业已证明,溶液法不仅具有纳米材料在合成中的可控性,而且具有工业化开发和生产前景。以近年来稀土功能材料体系的控制合成为例,阐述纳米或介观材料溶液法合成中有关前驱物选择、晶粒成核和生长控制、材料尺寸、结构、表面和晶面控制等方面的优势,同时讨论稀土功能纳米材料在相关领域中的应用。

稀土配合物作为前驱体合成Y_2O_3∶Eu纳米材料

以稀土羧酸配合物为前驱体， 采用快速热分解方法制备了纳米Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ 荧光材料，进行了结构、尺寸及形貌表征． 随着Ｅｕ３＋ 掺杂浓度的提高， 样品的晶胞参数加大， 当Ｅｕ３＋掺杂量高达３０％ 时， 体系仍能保持Ｙ２Ｏ３ 基质的立方相结构； 样品的晶粒度与退火温度及配合物前驱体组成有关． 退火温度越高、前驱体中Ｒｅ３＋ 与配体的摩尔比越小， 样品的粒径越大． 随着Ｅｕ３＋ 掺杂浓度的提高， 激发光谱红移， 发射强度在掺杂浓度分别为５％ 和１０％ 时有极大值； 发射强度与Ｒｅ３＋ 和配体摩尔比及退火温度有关．

稀土纳米发光材料的燃烧法制备及光谱性质

用燃烧法制备了不同粒径的La2O3：Eu^3＋纳米微粒，研究了影响La2O3：Eu件纳米微粒大小的实验条件，发现粒径大小随甘氨酸（Gly）与稀土离子比例的增大而减小。制备的纳米微粒由谢乐公式计算的粒径尺寸为12-28nm。测量了样品的高分辨光谱。运用激光选择激发，研究了光谱在不同发光中心上的变化，表面态对于这些变化起着主要作用。

^（241）Am激发的EDXRF在稀土溶剂萃取分离检测中的应用

本文研究了一种２４１Ａｍ作激发源、高纯平面锗型探测器的ＥＤＸＲＦ快速分析方法。采用这种方法离线分析了ＳｍＥｕＧｄ／Ｔｂ／Ｄｙ槽体中的稀土盐酸盐水溶液样品并同ＩＣＰ测试结果作了比较。结果表明该法可在较宽的稀土浓度范围内使用。由于这是一种快速、准确、有效的无损分析方法，可用于稀土溶剂萃取分离过程的在线分析。

^(241)Am激发的能量色散X荧光在重稀土分离检测中的应用

建立了一种２４１Ａｍ作激发源，高纯锗作探测器的能量色散Ｘ射线荧光（ＥＤＸＲＦ）快速分析方法，并离线分析了含Ｈｏ、Ｙ、Ｅｒ、Ｔｍ的重稀土分离过程中槽体盐酸盐水溶液的稀土组成。该方法除作了适当简化外，还优化选择了分析线，并引入吸收函数校正吸收。结果表明：该法在稀土浓度介于０１～３００ｇ／Ｌ的范围内分析相对误差小于５％，能满足重稀土分离中在线分析的要求。

一种含稀土半菁的二阶非线性光学材料的研究

A hemicyanine dye containing an amphiphilic rare earth complex anion 4-[(4-N,N’-(diethyl amino) phenyl) ethenyl]-1-hexadecyl-pyridinnium-Tri (1-phenyl-3-methylbeen designed, synthesized and characterized. Its floating monolayer film was spread bya dilute cliloroform solution onto the pure water subphase by using a NIMA TechnologyLB Though at room temperature. The π-A isotherm shows that the film formation property is improved and the multilayer films are homogeneous. The molecular second orderhyperpolarizability(β) is evaluated to be 5.4× 10-28e.s.u. which is one of largest SHG material reported.

新型含稀土的非线性光学材料——苯偶氮吡啶合镝的合成、表征及成膜性质

合成了两种具有较大的二阶非线性光学性质的新型稀土配合物:四(1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮-5)合镝酸-(E)-1-十八烷基-4(4-N,N′-二乙基胺基苯偶氮)-吡啶(A)和三(1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮-5)-(1-苯基-3-甲基-4-十二酰基吡唑啉酮-5)合镝酸-(E)-1-十八烷基-4(4-N,N′-二乙基胺基苯偶氮)-吡啶(B),通过元素分析、FT_IR、FT-Raman、紫外-可见吸收谱进行了表征。两种配合物的氯仿溶液在亚相(水)上的π-A曲线表明,它们都能形成较好的单分子层膜,二阶非线性光学性质的测试表明,我们设计的两种化合物A和B是目前二阶非线性系数最大的物质之一。

吡唑啉衍生物作为空穴传输层在电致发光材料中的应用

Diphenyl 5 dimethylaminophenyl pyrazoline was successful to use as a hole transport layer in a EL device which was composed with the following configuration: ITO/DPDMP (40?nm) /PTT (40?nm) /Alq(40?nm) /Al. A green light with high purity from the terbium complex in the device has been observed.

量子化学有限元方法中STO基组的应用

在有限元方法的框架下,将量子化学中的基组展开方法和普通有限元方法结合起来,提出了一个新方案,研究了影响Poisson方程和Hartree-Fock-Slater方程求解精度的各种因素,计算了H_2^+,H_2,LiH,Li_2,BH,N_2,CO等分子的基态总能量。和普通有限元方法的计算结果比较,新方法计算量少,而精度更高。

新世纪的战略资源—钪的提取与应用

简要介绍了钪的资源分布及主要应用 ,概述了工业中钪的主要回收途径 ,综述了近年来溶剂萃取、离子交换、液膜萃取等方法富集、纯化钪的研究进展 ,并对各种类型萃取剂萃取钪的机制进行了总结。

稀土纳米复合氧化物RE_2O_3∶Eu(RE=Y,Gd)的制备及特性

以甘氨酸辅助的燃烧法和非晶态稀土DTPA配合物前驱体热分解法制备了Y2 O3 ∶Eu和Gd2 O3 ∶Eu纳米材料。X射线衍射表明燃烧法和配合物前驱体热分解法制备的纳米Y2 O3 ∶Eu均为立方相 ,而Gd2 O3 ∶Eu纳米材料则随制备条件不同可得到立方相或单斜相两种产物 ,发射光谱证实了这一结论。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜对不同方法制备的纳米材料的尺寸。

稀土分离理论及其实践的新进展

自20世纪70年代徐光宪教授提出串级萃取最优化工艺设计理论以来,我国稀土分离科学和技术发展迅速,并已成为国际最大的单一稀土生产、出口和应用国家。本文针对重稀土萃取分离、萃取流程的在线分析和自动控制,以及萃取工艺的降耗和环保等重大关键技术需求,简要综述了近15年来北京大学在串级萃取理论的研究进展及其工业实践。

铝在稀土萃取分离流程中的分布及分离方法研究(I)

本文对非稀土元素铝在 P5 0 7- HCl体系稀土萃取分离流程 Sm / Eu/ Gd和～ Gd/ Tb/ Dy中的分布和走向进行了研究 ,并对其各自的水相料液 ,进料级、水相出口、三出口和萃取有机相出口的两相稀土组成、浓度和铝含量进行了分析。结合进料级和三出口附近的元素组成计算了铝与钐的分离系数 ,通过物料平衡计算了铝的进出平衡情况。阐明了铝在其中的分布和走向规律 ,并提出了氢氧化钠和草酸沉淀等除铝方法。

中钇富铕稀土矿萃取分离流程的经济技术指标比较

根据当前国内外市场可预测的产品结构， 针对中钇富铕矿为代表的离子吸附型稀土矿， 提出了三种可行的Ｐ５０７ＨＣｌ 体系和环烷酸ＨＣｌ 体系相结合的稀土萃取全分离工艺流程， 比较了各流程的槽体级数和容积， 有机相和稀土存槽量， 盐酸和液氨消耗以及控制要求等。从经济技术指标角度得到了中钇富铕稀土矿分离的最优化工艺流程， 可节省投资５ ％ ～５０ ％ 。

灼烧温度对单一稀土氧化物粒度、比表面积和形貌的影响(Ⅰ)

分别以稀土元素Y ,Pr ,Nd ,Sm ,Eu ,Tb ,Dy ,Er和Lu的草酸盐为前体原料 ,固定灼烧时间为 3h ,在 80 0～ 15 0 0℃范围内不同灼烧温度下制备了系列单一稀土氧化物。利用Coulter计数法、比表面积分析仪和扫描电镜研究了灼烧温度对稀土氧化物的粒度、比表面积和形貌的影响。结果表明 ,各稀土氧化物的中位粒径和团聚程度随灼烧温度升高而增大 ,而比表面积则逐渐减小。

多组分多出口稀土串级萃取静态优化设计研究 (I)静态设计算法

研究了多组分、多出口稀土串级萃取体系静态优化设计过程的精确计算方法。首先推导出串级萃取体系最重要的物料平衡和萃取平衡关系,其次根据分离要求等条件确定了各出口的相对流量,利用萃取平衡和物料平衡关系进行静态递推,并在求解过程中根据物料平衡关系引入了校正参数,通过对递推结果的迭代校正,最终得到收敛的计算结果,解决了静态设计算法的关键问题。这一方法为多组分多出口稀土串级萃取过程的静态优化设计提供了精确算法。

稀土配合物的发光特性及其能量传递研究

利用激光诱导荧光技术研究了稀土铕等金属配合物的发光特性及其能量传递动力学过程．得到了这些稀土配合物中中心离子Eu（3+）的激发光谱，配体的三线态发时光谱和单线态发射光谱；

CoFe_(2-x)RE_xO_4(RE=Tb,Dy)纳米晶薄膜的化学合成及磁性

以溶胶－凝胶法制备了稀土铽或镝掺杂的钴尖晶石铁氧体纳米晶薄膜．考察了Ｔｂ或Ｄｙ的掺杂量及晶化条件对晶相的影响．结果表明，稀土离子的掺杂量ｘ超过０．３时，样品很难形成尖晶石单相．原子力显微镜对纳米晶薄膜表面形貌的观测显示，溶胶－凝胶法制备的薄膜粒度可控制在２０～５０ｎｍ，且具有较高的表面平整度．对于厚度为２００ｎｍ的薄膜，均方根粗糙度仅为４～５ｎｍ．磁特性研究发现。

灼烧时间对稀土氧化物粒度、比表面积和形貌的影响(Ⅲ)

将在一定沉淀条件下制备的稀土草酸盐在 85 0℃下灼烧 1～ 2 4h ,得到了Nd2 O3,Eu2 O3和Y2 O3样品。利用Coulter计数法、比表面积分析仪和扫描电镜研究了灼烧时间对稀土氧化物的粒度、比表面积和形貌的影响。结果表明 ,长时间灼烧虽有利于改善颗粒的粒度分布 ,但会导致颗粒的比表面积急剧减小 。

多组份多出口稀土串级萃取静态优化设计研究(Ⅱ)静态程序设计及动态仿真验证

基于多组分多出口稀土串级萃取优化参数的静态设计算法,设计了相应的计算程序,采用该程序针对某稀土分离实例进行了静态参数计算,并对最优化工艺参数进行了动态仿真验证。结果表明,采用该静态设计算法的软件在参数计算中运行快速、结果准确,完全可满足萃取分离工艺的参数设计要求。