源头创新与机制革新双驱动基础研究与产业应用齐头并进--厦门市稀土光电功能材料重点实验室亮点纷呈

依托厦门稀土材料研究所建设的厦门市稀土光电功能材料重点实验室以稀土光电功能材料开发应用为导向,结合国家战略及厦门市产业科技需求,以材料研究的源头创新推动产业的发展,科技成果亮点纷呈。实验室建立开放、协同和共享的创新机制,构建科技、产业与资本紧密结合的发展模式,实现研发创新到成果转化的无缝对接,为厦门市稀土光电功能材料产业提供了有力的科技支撑。

无规氧化铝/环氧复合材料导热绝缘性能的研究

环氧树脂作为电子器件、电机绝缘封装的主要材料,迫切需要提高其导热性能,以满足更苛刻的使用需求。通过采用无规形貌氧化铝(i-Al_(2)O_(3))填充共混改性环氧树脂,研究不同体积分数i-Al_(2)O_(3)对环氧树脂导热系数及其他性能的影响。结果表明:随着i-Al_(2)O_(3)体积分数的增加,环氧共混物的黏度逐渐增加,拉伸强度先上升后下降,热稳定性逐渐提高,导热性能逐渐增强。当i-Al_(2)O_(3)的体积分数为45%时,环氧复合材料的综合性能良好,其导热系数达到了1.44 W/(m·K),较纯环氧树脂的0.21 W/(m·K)提高了585.7%,并且体积电阻率保持在1014Ω·cm。

镧吡啶硫酮配合物/聚丙烯抗菌复合材料的制备与研究

为解决聚丙烯材料在抗菌应用方面的不足,本文以溶液扩散法制备了稀土基吡啶硫酮配合物抗菌剂吡啶硫酮镧(LaPT)并表征了其各类理化性质,对其进行各项抑菌性能测试,得到其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度均为3.06μg/mL,且在短时间内具有强杀灭细菌效果。同时,以该配合物为功能助剂添加至聚丙烯(PP)中制备含量不同的PP/LaPT复合材料。实验结果表明,随着添加量的提高,复合材料表现的抑菌效果也随之提高,在LaPT添加量(质量分数)为0.5%时,已经达到优异的抗菌效果,24 h内对金黄色葡萄球菌的致死率可达100%,0.7%LaPT添加量的复合材料对两种菌的致死率均可达到100%。同时PP/LaPT复合材料的拉伸实验和热重分析(TG)测试表明,LaPT的添加不会影响PP材料本身良好的力学性能和热稳定性。表明该复合材料有望在医学防护领域获得广泛应用。

基于正交设计的栲胶-沸石结合复鞣工艺研究

为了提高TWS鞣制白湿革的收缩温度及物理力学性能,以沸石鞣剂用量、转动时间、中和pH、固定温度为影响因素,以坯革收缩温度、力学性能为考察指标,设计正交试验方案,进行植物-沸石结合复鞣工艺优化试验。结果表明:沸石鞣剂用量对收缩温度具有决定性影响,转动时间对抗张强度和崩破强度的影响最大,中和pH对撕裂强度的影响最大;最佳工艺参数为:BS用量5%,转动时间3小时,中和pH 5.5,固定温度30℃,所得坯革收缩温度89.5℃,撕裂强度75.00 N·mm-1,抗张强度11.53 N·mm-2,崩破强度205.69 N·mm-1。实验对无铬生态皮革的复鞣工艺设计具有重要参考意义。

非球面气囊抛光的材料均匀去除研究

对气囊抛光非球面表面材料去除均匀性进行了研究。根据Preston方程,分析了抛光磨头与零件转速比对去除函数分布的影响,并采用定点抛光试验对分析结果进行验证。在定点抛光表面去除速率分析的基础上,通过优化抛光磨头进给速度、合理控制驻留时间,实现材料表面均匀去除。采用该方法,对一口径为150mm的非球面进行抛光试验,抛光后面形误差趋势保持不变,功率谱密度高频分量明显降低,实现了对表面材料的均匀去除。

生物质碳材料作为钠/钾离子电池负极材料的研究进展

由于钠、钾元素储量丰富且与锂元素相近的化学性质,钠/钾离子电池(SIB/PIB)在低成本可再生能源和储能领域引起了广泛关注。作为推动SIB/PIB发展的关键,低成本、高性能负极材料的发展有助于提高其竞争力和可行性。因此,具有精细生物分级结构、优异表面电化学活性和导电性,且环境友好、成本低廉的生物质基硬碳材料几乎可以作为SIB/PIB负极材料的优选,其固有的较大层间间距有利于半径较大的钠、钾离子的脱嵌。基于此,综述了生物质碳材料作为SIB/PIB负极材料的最新研究进展,介绍了具有不同微结构的生物质碳材料的制备方法,分析了其电化学性能与结构的关系,最后讨论了其目前面临的挑战和未来发展方向。

锂/钠离子电池材料的固体核磁共振谱研究进展

深入全面理解锂/钠离子电池材料的静态结构及演化过程是提升电池材料性能的关键因素,在材料结构的各种表征方法中,固体核磁共振波谱(SS NMR)技术是获取电池材料局域结构以及微观离子扩散动力学等定量信息的一个重要表征手段。到目前为止,人们通过SS NMR技术在获取与分析电池电极/电解质材料的离子占位,充放电过程中材料的结构演化以及微观离子扩散动力学过程如离子传输路径与离子扩散系数等信息上已取得重要的研究进展,进而为理解分析电极材料的储锂机制,电池材料的构效关系乃至电池的衰减机理等方面提供了重要实验数据。结合课题组的研究工作,综述了近三年来SS NMR技术在锂/钠离子电池电极和固体电解质材料研究以及核磁共振成像技术在电池领域的应用研究进展。

基于[LnMo_(12)]二十面体的三维稀土钼酸盐骨架的合成、结构及荧光性能(英文)

通过缓慢蒸发溶剂法合成了2例新的三维稀土钼酸盐:[Ln(H_(2)O)_(3)]_(3)[LnMo_(12)O_(42)]·xH_(2)O,其中Ln=Eu(1)、Tb(2),x=7(1),10.17(2)。这2种稀土钼酸盐中都含有新颖的二十面体[LnMo_(12)O_(42)]构建单元,该单元通过与{LnO_(9)}多面体进一步连接形成三维网络。光致发光测试表明,化合物1和2显示出明显不同的发射特征,这与Eu^(3+)和Tb^(3+)离子的不同能级跃迁密切相关。化合物1表现出较强的红色发射(CIE色度坐标为(0.66,0.33))、高发光强度、较大的荧光量子产率(约60%),对应于从5D0到^(7)F_(J)(J=4、3、2、1、0)的跃迁;化合物2表现出浅绿色发射(CIE色度坐标为(0.34,0.60)),对应从^(5)D_(4)到^(7)F_(J)(J=6、5、4、3)的能级跃迁,其发光强度较弱和荧光量子产率较低(约20%)。有趣的是,一定量的Tb^(3+)引入和大量溶剂分子的存在导致化合物2发生部分荧光猝灭,但对化合物1的荧光几乎没有影响。

紫外光助剂在聚合物包装材料中的应用

使用透明聚合物包装的食品在流通过程中易受到紫外线的影响而发生氧化反应,而具有抗紫外功能的聚合物包装材料可以有效解决该问题。添加紫外光助剂是提高聚合物抗紫外性能的方法之一。介绍了有机紫外吸收剂、无机紫外遮蔽剂在聚合物中的应用情况,总结了其在应用过程中的优势及缺陷。结合有机紫外吸收剂容易迁移,聚合物的抗紫外能力下降的问题,叙述了配位改性、无机材料复配改性和化学接枝改性等常见的改善方案。结合无机紫外吸收剂分散性较差的问题,阐述了使用硅烷偶联剂改性的方法。最后,介绍了新型紫外光助剂即稀土转光剂的研究进展及发展前景,为制备透明抗紫外聚合物包装材料提供了参考,也为食品的长期储存提供了解决方案。

电感耦合等离子体质谱法测定稀土回收料中15种稀土元素含量

利用电镜能谱分析(EDS)对样品的组成及含量做半定量分析。基于该结果设计样品消解方案,结合电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定稀土回收料中15种稀土元素,再采取钆元素通过氨气反应质量转移模式消除基体的干扰。结果显示:15种稀土元素校准曲线相关系数大于0.9997。通过回收率实验,样品的回收率在95%~110%之间。该测试结果与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)取得结果基本一致。

氧化锌纳米纤维的制备及其形貌调控

为制备形态均一、形貌良好的氧化锌纳米纤维,通过改变前驱体溶液的溶剂体系和煅烧温度,对静电纺丝方法制备出的纳米纤维进行微观形貌调控,并利用扫描电子显微镜、X衍射仪、全自动气体吸附仪等对制备的氧化锌纳米纤维进行表征。结果显示,当乙酰丙酮/N,N-二甲基甲酰胺混合溶液作为前驱体溶液中的溶剂组分、热处理温度为500℃时,所得氧化锌纳米纤维形貌均一,纤维直径约为200 nm,呈现出均匀的颗粒堆积状,比表面积约为9.03 m^(2)/g,氧化锌纳米纤维对紫外光有着优异的吸收性能,且禁带宽度可达3.18 eV。

离子液体浮选分离模拟乏燃料中的稀土元素

从乏燃料中高效分离稀土元素(中子毒物)是实现乏燃料再生循环利用的关键步骤。利用双有机相离子液体选择性浮选分离乏燃料中的稀土元素,使氧化铀和稀土氧化物几乎不被溶解,实现两者固相之间的分离,避免了二次废液的产生,具有节能和环保的双重意义。以2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯(P507)为稀土元素的捕收剂、煤油或油酸为稀释剂,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐([C4mim][Tf2N])两种离子液体作为浮选体系的另一相,优化得到了浮选分离稀土氧化物的最佳条件。结果发现:浮选分离去除率随着混合物中初始Nd含量以及浮选次数的增加而增加。另外,对所有稀土元素与U3O8分别组成的二元体系混合物进行了浮选分离研究,发现在相同条件下,该体系对不同稀土元素的分离也不同,浮选分离的去除率与稀土氧化物的密度有一定的相关性。在此基础上,利用浮选机开展了工艺化的初步探索,发现该浮选体系对Nd的去除率可达80%以上。

稀土选矿药剂研究现状及展望

稀土拥有一系列优异的物理化学性质,在众多领域均有重要应用,是中国、美国、日本、澳大利亚等众多国家公认的关键矿产资源。然而稀土矿物种类繁多、品位低,常与性质相似的脉石矿物紧密共生,其选矿富集很大程度依赖于稀土选矿药剂的发展。本文以稀土资源高效选矿富集为导向,总结了矿物型稀土矿浮选药剂,含捕收剂、抑制剂、活化剂、起泡剂的研发现状及其浮选作用机理,概述了离子型稀土矿化学选矿试剂,含浸出剂、沉淀剂的研究现状及其浸矿机理,并总结和评价了当前稀土浮选捕收剂现状,最后分析了未来稀土选矿药剂的研究方向。本综述将为从事稀土选矿和分离富集技术研究或相关药剂研发的企业和工作人员提供参考。

焦磷酸哌嗪/聚磷酸铵对硅灰石增强聚丙烯的阻燃应用研究

采用焦磷酸哌嗪(PAPP)和聚磷酸铵(APP)作为复配阻燃剂,研究不同配比的复配阻燃剂对硅灰石增强聚丙烯(WPP)的协效阻燃作用。结果表明,复配阻燃剂添加总量在30%,PAPP与APP的质量比为1∶1时,阻燃复合材料的垂直燃烧等级可通过UL94 V-0级,极限氧指数(LOI)提高到36.2%;与纯WPP相比,阻燃WPP的总热释放量(THR)和总烟释放量(TSP)均显著降低,PAPP和APP之间存在明显的协同阻燃作用。此外,阻燃复合材料具有优异的刚性,相比于WPP,弹性模量提高了49.7%。复配阻燃剂可显著提高WPP热稳定性,抑制了聚合物的降解,800℃时的残炭率达39.6%。利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱对残碳分析发现,复配阻燃剂促进了连续致密炭层的形成,提高了炭层的石墨化程度。

二次电池储能机理的电化学谱学研究进展

随着人类社会向电动化、信息化和智能化快速迈进,对可充式二次电池的需求急剧增加.二次电池的性能在很大程度上取决于其电池材料的组成、结构与性质,以及它们在充放电循环过程中的晶相、电子结构与局域结构演化、界面形成与重构行为.深入了解电池电极材料和电极/电解质界面的特性,尤其是它们在循环过程中的动态演化行为,对于优化当前二次电池体系及开发新材料和新体系以提升其性能至关重要.近年来,随着各种谱学技术,尤其是电化学原位谱学技术的快速发展,在二次电池电化学反应机理和构效关系研究中取得了重要的研究进展,为二次电池科学和技术的发展提供了强大支撑.本文结合本课题组的研究工作,综述了几种先进的谱学技术,特别是电化学原位X射线衍射及吸收谱、固体核磁共振谱学及其成像技术在二次电池研究中的应用.

电感耦合等离子体发射光谱法测定镧热火法回收料中15种稀土元素含量

利用电镜能谱法(EDS)确定稀土回收料元素组成,结合EDS结果消解样品,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定样品中15种稀土元素。结果显示:15种稀土元素工作曲线线性关系相关系数大于0.9995。稀土元素测定值的精密度小于5.0%,测定下限(ω)小于0.11%,并进行回收率试验,回收率在95%~105%之间。测试结果与X射线荧光光谱法(XRF)进行比对,两种方法所得结果基本一致。

含全碳和多炔阴离子配体的银簇化合物的超分子组装及其结构研究（英文）

总结了我们在新型炔银簇化合物研究方面的最新进展.这些化合物分为以下几种类型:(a)1,3,5-己三炔基和1,3,5,7-辛四炔基;(b)1,5-己二炔基;(c)经膦酸配体组装的乙炔基和烷基乙炔基;(d)苯乙炔基、环烷基乙炔基和含氮杂环基乙炔基结构单元的银簇化合物;(e)经不同类型的银-碳配位键连接,并进一步通过分子内/分子间作用力稳固其配位网络的炔银化合物.我们还进一步讨论了溶剂、配体的位阻大小和辅助配体类型对于多维配位网络结构的影响.

高浓度镧对秀丽隐杆线虫的代谢调控研究

近年来,稀土元素的广泛应用导致了不可估量的稀土金属释放到外界环境中,并对生态环境甚至是人体健康产生了巨大的威胁。尤其是富含稀土的矿区附近,环境中的稀土浓度已经严重超标。然而,目前的研究主要集中在低浓度的稀土元素对生物体造成的影响,针对高浓度稀土元素的毒性研究较少。为了补充高浓度稀土元素的生物学效应方面的研究,以秀丽隐杆线虫为模式生物,选取储量丰富、应用广泛的镧作为实验对象,结合代谢组学手段从内源性小分子层面探究高浓度镧所引发的线虫的生理以及相关代谢水平的改变。实验结果显示镧元素会在线虫体内呈现浓度依存性的蓄积。高浓度的镧对线虫的寿命存在消极影响,镧的浓度和毒性呈现正相关。而且高浓度的镧暴露还引发了线虫的代谢紊乱,造成了线虫的免疫应答在内的众多生理功能的失调。

湿法回收钕铁硼永磁废料研究现状及展望

钕铁硼(NdFeB)永磁废料通常含有20%~40%的Nd、Pr、Dy、Tb等稀土有价元素,具有很高的回收价值。湿法回收因具有原料适用性广、回收率高、产品纯度高、工艺成熟等优点,被认为是最具潜力的回收方法。本文阐述了NdFeB永磁废料的回收潜力,总结了当前NdFeB永磁废料回收方法的优缺点,并对湿法回收NdFeB永磁废料进行了深入探讨。重点探讨了如何利用湿法回收的溶浸、萃取、沉淀这三种主要工艺提高有价金属回收率和降低回收成本的技术挑战,并对湿法回收NdFeB永磁废料现状进行总结和提出新的展望,以期为从事NdFeB永磁废料回收人员提供一定参考。

混合草酸酯与柴油共混燃料燃烧及排放特性的试验研究

为了缓解柴油机燃用化石燃料带来的不可再生能源消耗及环境污染问题,本文开发了一种可用于柴油机共混燃烧的新型含氧燃料——混合草酸酯(mMAO)。以TBD234V6型船用柴油机为研究对象,分别配置mMAO体积分数为0%、10%、20%和30%的mMAO/柴油共混燃料,探究共混燃料在不同运行特性下对船用柴油机燃烧及排放特性的影响。试验结果表明:在不同运行特性下,mMAO掺混后改善了燃料的雾化质量,燃烧速度提高,缸内燃烧更充分,使柴油机的缸内最高燃烧压力有不同程度的升高。与纯柴油相比,共混燃料燃烧还可以改善柴油机的经济性。以100%负荷工况为例,相较于M_(0),共混燃料中的M_(20)的缸压峰值略有升高,碳烟和CO排放分别降低了51.22%和25.07%,NO_(x)和HC排放分别增加了5.65%和35.95%;综合考虑柴油机的燃烧、经济及排放性能,M_(20)可以作为该负荷下的最佳掺混比。该研究为mMAO作为柴油替代燃料在船舶发动机领域的推广应用潜力的评估提供了理论依据。