稀土功能材料及其应用概述

前言 稀土是元素周期表中镧系元素(La,Ce, Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm, Yb,Lu)和钪(Sc)、钇(Y)总共17个金属元素的总称,其具有特殊的4f轨道,能级达1639个,能级间的可能跃迁数达199177个,比其他化学元素多1～3个数量级;同时,大的原子磁矩、强的自旋-轨道耦...     

乙酰丙酮-meso-四-对氯苯基卟啉稀土络合物的共振喇曼光谱和红外吸收光谱

用4579和5145激发线测得10个稀土乙酰丙酮-meso-四-对氯苯基卟啉[简称M(p-C1)TPPacac,M=Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu]的共振喇曼光谱,对其共振喇曼光谱特性和结构进行了讨论,同时测试研究了这些络合物在1700～400cm~(-1)范围内的喇曼和红外吸收光谱。     

全球瞩目中国稀土

镧（La）、铈（Ce）、错（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）,以及与镧系的154个元素密切相关的两个元素——钪（Sc）fn钇（Y）共17种元素,被称为稀土元素（RareEarth）。简称稀土（RE或R）。     

稀土元素掺杂对纳米TiO2光催化剂性能的影响

以沉淀法制备得到了10个稀土元素(La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Dy，Ho，Er，Lu)分别掺杂的纳米TiO2光催化剂．考察了它们光催化降解水中十二烷基苯磺酸钠的活性，研究了它们的光催化活性与催化剂微晶结构、电子亲和势与离子半径比、离子的滋矩之间的关系．发现其催化活性的变化与这些元素的稳定氧化态的电子亲和势与离子半径的比值有较好的相关性．而催化剂的(101)晶面的微晶尺寸和晶格畸变应力对催化活性的影响不明显．     

两种分析溶液介质中ICP-MS测定大洋多金属结核中多种元素的比较

两个多金属结核标准物质（GSPN－2和GSPN－3）经HF－HNO3－HCl消解后，分别制成介质为2％HCl和2％HNO3的分析溶液。用相应介质的标准工作溶液分别绘制校准曲线，在相同最佳化仪器操作参数下应用ICP－MS测定了GSPN－2和GSPN－3中元素的含量。结果发现，对GSPN－2和GSPN－3，采用2％HNO3介质分析溶液时所研究的27种元素（Ba、Ce、Co、Cu、Dy、Er、Eu、Gd、Ho、La、Li、Lu、Mo、Nd、Pr、Sb、Sc、Sm、Tb、Th、Tm、U、V、W、Y、Yb和Zn)都胡准确测定；但是，采用2％HCl介质分析溶液中，在这27种元素中只有18种元素（Ba、Ce、Dy、Er、Eu、Gd、La、Li、Mo、Nd、Pr、Sb、Sm、U、W、Y、Yb和Zn)能准确测定。可见，用HF－HNO3－HCl消解并转换为硝酸介质分析溶液的样品处理方法，更适用于ICP－MS分析大洋多金属结核样品。     

1,1′-二(三氟甲酰丙酮基)二茂铁稀土螯合物的合成

在醋酸钠存在下.三价稀土氯化物与1,1′—二(三氟甲酰丙酮基)二茂铁(H_2L)反应得到螯合物(HL)_3 M·_xH_2O.当 M=Y,La,Tb,Nd 和 Ce 时 x=3;当 M=Pr,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb 和 Lu 时 x=5.由元素分析及 IR 光谱确定了螯合物的组成.UV 光谱在285,333.5和489nm 处有三个吸收带.TGA 和 DSC 表明螯合物在75～200℃之间失水,在285℃左右开始放热分解.文中做了(HL)_3 M·_xH_2O(M=La,Eu 和 Lu)的 HNMR 谱,对(HL)_3Eu 作为化学位移试剂进行了尝试.     

镧系收缩对(La0.8Ln0.2)2/3Ca1/3MnO3纳米粉体结构和电输运性质的影响

 用溶胶-凝胶法制备了系列掺杂(La_0.8Ln_0.2)_2/3Ca_1/3MnO₃(Ln=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er)纳米级晶体.对于所制备系列样品在同一实验条件下的测试发现,在La位被其他镧系元素部分替代后,平均晶格常数和容差因子也存在类似镧系收缩的单方向变化：随着替代原子Ln原子序数的增加,平均晶格常数a呈减少趋势,平均晶格常数b基本未发生变化,而平均晶格常数c总体来说略呈减少趋势;容差因子t在0.925～0.918之间逐渐减少,但体系仍保持钙钛矿结构.不同掺杂元素样品表面形貌和电输运行为差异很大,各样品颗粒粒度分布在30～800nm范围,转变温度在82～194K范围.铈组(La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu)掺杂样品的转变温度未呈现单一某一方向的变化,而钇组(Gd,Dy,Ho,Er)掺杂样品的金属-绝缘体转变温度随着原子序数的增加而增高,此变化方向的单一性与镧系收缩单一性相协调.     

硝酸稀土丙氨酸固体配合物的红外光谱研究

稀土与丙氨酸作用形成固体配合物的研究文献虽有报道,但用稀土硝酸盐与丙氨酸作用形成固体配合物的工作尚未见文献报道,其红外光谱也未见文献报道.本工作测量了La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Y 等13种稀土硝酸盐与丙氨酸配合物的 FT-IR 光谱,对其主要红外吸收带进行了归属,并对配合物配位键的性质进行了探讨.     

掺杂稀土元素对BaTiO3系统介电性能的影响

研究了稀土氧化物Sm2O3及Gd2O3的掺杂对细晶BaTiO3系统介电性能的影响。稀土添加剂Sm2O3的掺杂可以形成化学均匀性系统，对居里峰有明显的改善作用；Gd2O3的掺杂可以形成化学非均匀性系统即壳—芯结构，这可以使细晶BaTiO3系统获得理想的介电性能，满足X7R特性。     

可吸入颗粒中金属元素对DNA的氧化性损伤

采用质粒DNA评价法评价哈尔滨市市区、郊区和清洁对照点的PM10和PM2.5样品的生物活性及颗粒物中金属元素对质粒DNA的氧化性损伤能力.研究结果表明,水溶样和全样样品都具有一定的活性,样品的TD40值为67.9～1 570 μg/mL,说明PM的生物活性主要与其来源和性质有关;颗粒物中具有生物活性的元素主要为过渡金属,其次为碱金属或其他主族元素,除过渡金属外,稀土元素对颗粒物的生物活性也具有显著影响.水溶样的TD40值与Y的浓度呈正相关,与La,Lu,Ho,Sm的浓度呈负相关,说明在对质粒DNA损伤过程中,Y拮抗La,Lu,Ho,Sm的损伤作用;全样的TD40值与元素Cs,La,Mn,Pb,Tm,Gd的浓度呈正相关,与Tb,Ni,Yb,Er,W,Cd,In的浓度呈负相关,在对质粒DNA损伤过程中,元素Cs,La,Mn,Pb,Tm,Gd协同拮抗Tb,Ni,Yb,Er,W,Cd,In的损伤作用.     

稀土三氟化物RF_3晶体化学键、极化率和介电常数

用复杂晶体化学键理论计算稀土三氟化物RF3晶体的结构参数和化学键参数，探讨其微观组成和结构与极化率和介电常数的关系．     

1，4－双（1＇苯基－3－甲基－5＇氧代吡唑－4＇－基）－1，4苯二酮稀土配合物的合成与表征

本文报道了１４种新的固态稀土元素配合物（除Ｃｅ、Ｐｍ、Ｌｕ外），它们是用稀土的硝酸盐与１，４－双（１＇苯基－３＇－甲基－５＇－氧代吡唑－４＇－基）－１，４苯二酮（简写为Ｈ２Ｌ）在乙醇－水溶液中于ｐＨ＝５．８～６．０条件下反应制得的。配合物的分子式为ＲＥ２Ｌ３·ｎＨ２Ｏ（ＲＥ＝Ｌａ，Ｎｄ，ｎ＝８．ＲＥ＝Ｐｒ，Ｓｍ，ｎ＝６．ＲＥ＝Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｓｃ，Ｙ，ｎ＝５）。用化学分析，元素分析，紫外，红外，质子核磁共振，热分析和荧光光谱对配合物进行了研究。根据以上研究，认为配合物具有双核结构。     

镧系氮化物弹性性质与光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函的第一性原理方法, 计算镧系氮化物的弹性性质、 光学性质和Debye[KG*8]温度. 计算结果表明： 轻镧系元素（Ln=La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu）氮化物(除LaN外)的体弹模量B与剪切模量G的比值均大于1.75; 重镧系金属元素（Ln=Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu）氮化物(除GdN外)的B/G均小于1.75; HoN晶体具有较高的介电常数和光学反射率; LaN晶体具有较高的折射率; 镧系氮化物的Debye温度为300~500 K, 即声子振动频率的数量级为10¹³ s^-1.     

薄层层析法分离重稀土元素

本文研究的薄层层析法分离重稀土元素的固定相为硅胶H/硝酸铵/CMC/H_2O(W/W33∶4∶1∶110),展开剂为:1.二-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸,2.单-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸。本文测定了各重稀土元素的R_f值,研究了改变展开剂中各组分比例对各稀土元素色谱行为及分离效果的影响。当二-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸体积比为1∶10∶6:∶.1,单-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸体积比为1∶8∶8∶1.1时,各相邻重稀土元素间均能表现出较明显的R_f值差异。分离上述稀土标准混合液,各元素的分离情况可达到定量测定要求,结果令人满意。     

薄层层析法分离重稀土元素

本文研究的薄层层析法分离重稀土元素的固定相为硅胶H/硝酸铵/CMC/H_2O(W/W33:4:1:110),展开剂为:1.二-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸,2.单-2-乙基已基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸。本文测定了各重稀土元素的R_f值,研究了改变展开剂中各组分比例对各稀土元素色谱行为及分离效果的影响。当二-2-乙基已基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸体积比为1:10:6:1.1,单2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸体积比为1:8:8:1.1时,各相邻重稀土元素间均能表现出较明显的R_f值差异。分离上述稀土标准混合液,各元素的分离情况可达到定量测定要求,结果令人满意。     

镧系锕系元素的重新界定与32列元素周期表

阐述了重新界定镧系、锕系元素的理由,提出了f区元素与d区元素的新概念。对现有元素周期表的排列提出了新的建议。编制了32列元素周期表,提出了增加C族的想法。     

Yb:(Lu,Gd)VO4多晶粉末合成及晶体生长

采用液相法合成了不同掺杂浓度的Yb:(Lu,Gd)VO4多晶粉末.利用TG-DSC曲线确定了其烧结工艺.XRD测试表明所得样品为四方晶系,晶胞参数介于LuVO4和GdVO4之间.荧光光谱显示Yb:(Lu,Gd)VO4具有较大的半峰宽,荧光峰强度随掺杂浓度的加大而增强.采用该研究合成的多晶原料,通过提拉法生长出优质Yb:(Lu,Gd)VO4单晶.     

重稀土离子同乙酰水杨酸和邻菲罗啉三元配合物的研究

合成了重稀土离子（ＲＥ３＋）同乙酰水杨酸（Ａｓａｌ）和邻菲罗啉（Ｐｈｅｎ）的固态三元配合物．通过元素分析，确定了三元配合物的组成为ＲＥ（Ａｓａｌ）３·Ｐｈｅｎ；考察了三元配合物的红外光谱、热稳定性、紫外光谱和溶解性．