串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计:Ⅰ、串级萃取分离过程的邻级杂质比

具有显著流程优化优势的联动萃取分离技术已成为中国稀土分离企业的主流技术,其工艺参数设计理论研究对促进技术进步具有十分重要的指导意义。近年来作者发展了串级萃取理论,给出了联动萃取流程最小萃取量和最小洗涤量理论下限的计算方法,解决了联动萃取分离流程优化过程中的基础理论问题。相关工作拟连载发表。首先引入邻级杂质比的概念,推导得到了邻级杂质比公式,分析了邻级杂质比的工艺意义,为后续联动萃取分离单元最小萃取量和最小洗涤量等公式的推导奠定基础。     

稀土萃取分离中混合澄清槽的仿真模拟系统

稀土是现代工业中至关重要的战略性资源,稀土分离是稀土资源综合高效利用的重要基础。大量的稀土萃取分离实践经验表明,混合澄清槽的体积平衡和流量平衡问题对萃取分离生产线的控制至关重要,是构建稀土萃取分离智能控制系统的关键环节。随着生产线运行状态的调整变化,混合澄清槽中的两相体积和流量也在不断变化,并且这种变化具有显著的非线性和滞后性特征,槽体的体积平衡和流量平衡控制会直接影响萃取分离生产线输出的稀土产品质量。通过综合应用压强平衡、堰流模型、萃取平衡、非均相混合过程等多种理论模型,能够以数值计算的方法来模拟混合澄清槽的实际运行方式,并建立混合澄清槽的仿真模拟系统,为实际生产控制和智能化改造提供数据支持。     

Au@SiO2/LaF3∶Ce,Tb复合结构的发光共振能量转移

发光共振能量转移(LRET)与给体?受体间的距离密切相关,可体现分子间距离的变化,在生命科学领域有着重要的应用. 本文设计并合成了Au@SiO2/LaF3:Ce,Tb复合纳米结构,研究了LaF3:Ce,Tb(给体)与Au纳米颗粒(受体)间的LRET行为. 通过调控SiO2层厚度,可以改变给体?受体之间的距离. 当SiO2层厚度增加到42 nm时,仍能观察到明显的LRET现象. 这一距离远超过通常荧光共振能量转移的有效范围,表明由长发光寿命的稀土发光纳米材料与金纳米颗粒形成的给体?受体对可在更大的距离上实现能量转移.     

基于软硬酸碱理论的单分散中重稀土硫氧化物纳米板的可控合成

根据软硬酸碱理论, 中重稀土+3价离子硬度高, 与S^2-离子亲合能力弱, 而与O^2-离子亲合能力强, 因此很难通过基于高沸点有机溶剂的前驱体热分解法合成中重稀土硫氧化物纳米材料. 发展了制备掺杂或非掺杂的中重稀土(Eu, Gd, Er, Y, Yb)的单分散硫氧化物纳米板的前驱体热分解方法. 密度泛函理论计算表明, 从轻稀土元素到中重稀土元素, 合成硫氧化物所需要的硫元素化学势逐渐升高. 实验结果表明: 在油胺中以H₂S气体为硫化试剂, 以分解温度低的稀土乙酰丙酮盐为前驱体在280 ℃条件下反应, 可以有效提高反应体系中硫元素的化学势, 从而利于目标硫氧化物纳米晶的生成. 其中, 所获得的Y₂O₂S:Eu纳米板在251 nm紫外光激发下可发出红色荧光; 而与体相材料相比, 因其表面原子比例很高且晶化度较低, 导致其荧光寿命较短、量子产率较低.     

半乳糖醇与氯化稀土配合物的合成及荧光光谱研究

测定了半乳糖醇铽配合物的晶体结构.结果表明,糖的羟基和水分子同时与稀土离子配位,糖的羟基、水分子及氯离子之间形成广泛的氢键网络.红外光谱结果表明,铕和铽对半乳糖醇具有相同的配位方式.本文还测定了荧光光谱,得到稀土离子的特征光谱.     

自掺杂锰基氧化物La1-xMnO3+δ的电化学制备

利用阴极还原恒电位和恒电化学沉积法制备了自掺杂钙钛矿结构的锰基氧化物La1-xMnO3 δ,研究了电解质溶液中La^3 和Mn^2 的物质的量比、沉积电位以及电密度对产物组成的影响,并对电沉积机理和晶格缺陷进行了探讨,结果表明,晶格中的离子空位和Mn^4 的含量是影响体系输运性质的关键。     

水热法合成CdS/ZnO核壳结构纳米微粒

以半胱氨酸镉配合物为前驱体,采用水热法合成CdS纳米微粒,并以ZnO对其进行表面修饰,形成具有核／壳结构的CdS／ZnO半导体纳米微粒,CdS纳米微粒表面经ZnO修饰后,其带边发射大大增强,透射电镜显示,110℃下反应4h所得的CdS／ZnO颗粒尺寸约为20nm,电子衍射表明其结构为六方相。     

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、形貌也进行了表征     

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,固定的灼烧时间为3h,在800－1500℃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。     

微波场作用下CaS：Eu^2＋的快速合成及其荧光光谱特性

在微波场作用下快速合成了CaS：Eu^2 红色荧光体,用X射线粉末衍射（XRD）分析证实它们是立方晶相,用扫描电镜（SEM）观察了Eu^2 各种掺杂浓度下CaS：Eu^2 微晶的形貌及其粒径,测定了它们的荧光光谱和荧光衰减曲线。系统地探讨了Eu^2 离子浓度对晶体形貌和粒径以及荧光光谱性质之间的影响关系。