稀土硫化物的研究进展

稀土硫化物是一类结构复杂、性能丰富、应用广泛的功能材料,在无机颜料、热电材料、光学材料及磁性材料等领域有着独特的优势和广阔的应用前景,是近些年来国际上的研究热点之一.本文总结了稀土硫化物的制备方法及其应用研究进展,对稀土硫化物制备的一些常见方法进行了总结和评述,对稀土硫化物的应用研究进行了总结,重点介绍了γ-稀土倍半硫化物的结构、性能特点以及相应的应用,尤其是它在环保颜料、高温热电材料以及纳米材料等领域中应用;此外,本文对稀土硫化物研究中还存在的一些问题进行了评述,并对未来的相关研究进行了展望.     

稀土硫化物的制备与应用

稀土硫化物是一类新型功能材料,具有复杂的晶体结构和独特的光、电、磁性能,可作为无毒环保颜料、新能源材料以及光催化材料等.此外,稀土硫化物在热电材料、磁性材料等领域有着广阔的应用前景,成为近些年的研究热点.本文介绍了近年来稀土硫化物在制备方法、晶体结构调控、复合结构构筑等方面的研究进展,并结合本课题组在该领域的工作,重点关注了稀土硫化物在无机颜料、新能源和光催化等应用领域的突破,探讨了稀土硫化物结构和性能的构效关系以及性能增强改性的策略,并对稀土硫化物的研究中存在的问题进行了概述,对其未来发展进行了展望.     

合成稀土复合硫化物的新方法

稀土复合硫化物的电、磁和光学性质表明,它们是较好的发光、非线性光学及热电等半导体材料,用它们可以制备高效薄膜太阳能电池、发光二极管等器件。为了不断制备具有预期性能的各种组成新的稀土复合硫化物,必须研究合成这些化合物的简便有效方法。通     

稀土红色长余辉发光材料研究进展

综述了稀土元素掺杂红色长余辉发光材料的研究进展，总结了硫化物、钛酸盐、硫氧化物、硅酸盐、氧化物和磷酸盐等基质体系的红色长余辉发光，并指出硫氧化物和磷酸盐等基质是最具有发展前景的红色长余辉发光体系，讨论了Eu^2 在硫化物、Pr^3 在钛酸盐以及Eu^3 和Sm^3 等稀土离子在硫氧化物和硅酸盐等体系中的红色长余辉发光机制。介绍了传统的高温固相法以及溶胶．凝胶法、微波合成法等稀土红色长余辉材料的制备技术。提出了从基质材料、制备技术和稀土离子发光机制入手是稀土红色长余辉发光材料今后研究与开发的发展方向。     

无机纳米稀土发光材料的制备方法*

无机纳米稀土发光材料作为一种重要的发光材料,由于具有独特的光、电和化学性质,使其在高性能磁体、发光器件、显示、生物标记、光学成像和光学治疗等方面得到了广泛的应用。稀土发光材料的这些性质与材料的尺寸和形状密切相关,近年来研究者已经利用多种合成方法制备了不同形状的纳米稀土发光材料,包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米纤维和纳米片等。本文综述了无机纳米稀土发光材料的几种常用的制备方法,包括水热/溶剂热法、有机/无机前驱体热分解法和超声辅助合成法等,评述了这些方法的优缺点,并结合课题组在无机纳米稀土发光材料制备方面的工作,对无机纳米稀土发光材料制备方法的发展进行了展望。     

羧酸稀土配合物共聚反应的研究

通过沉淀法和直接法制备羧酸稀土配合物，与丙烯酸等单体共聚反应制备不同稀土含量的稀土有机高分子离聚物。用微量热天平(TG)、差热分析仪(DTA)等分析它的热稳定性以及玻璃化转变温度，用红外光谱分析其结构。讨论了用不同方法合成的稀土配合物对共聚反应和聚合物性能的影响。结果显示直接合成羧酸稀土配合物有利于共聚物性能的稳定和稀土含量的调节。     

热解单源前驱体方法可控制备纳米金属硫化物

本文简要综述了本研究组近年来在利用热解单源前驱体合成方法制备纳米金属硫化物方面的相关工作．通过采用不同的反应前驱体,改变反应时间、反应温度,选择不同的表面配体分子及反应溶剂等手段实现了对纳米金属硫化物形貌、尺寸、组成和晶相的精确调控．除了对合成方法和过程进行介绍外,本文还简要讨论了具有特定形貌的金属硫化物的形成机理,并对几类典型硫化物的应用研究进行了总结．     

金属硫化物基钾离子电池负极：储存机制和合成策略

钾离子电池由于其低成本和丰富的钾矿产资源,在能量存储和转化领域极具应用潜力。金属硫化物理论容量高且材料种类丰富,在众多钾离子电池负极材料中表现突出。然而,金属硫化物存在的缺点,如导电性差、离子扩散率低、界面/表面传输动力学缓慢等,限制了其在储钾过程中的性能表现。在这篇综述中,我们系统的讨论和总结了金属硫化物作为钾离子电池负极的电化学反应机制、所面临的挑战和合成方法。其中,重点讨论了其常见的合成方法,包括模板法、溶剂热/水热法、固相反应法、静电纺丝法和离子交换法。这篇综述意在通过优化合成策略设计合成理想的组分和结构,来解决钾电负极材料存在的问题,最终得到高性能的钾离子电池负极材料。最后我们还对基于金属硫化物的钾离子电池负极的发展方向进行了展望。     

稀土氟化物微纳米材料制备方法的研究进展

稀土氟化物纳米材料由于其特殊的光、电、磁性质,在光学器件、显示、生物标记、光学晶体等领域有着广泛的应用,已成为材料科学领域的研究热点之一。目前研究者已用沉淀法、微乳液法、水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微波法、超声波法、前驱体热解法、静电纺丝法等成功地制备出了纳米颗粒、纳米线、纳米膜、多面体纳米晶、复合结构纳米晶、核壳结构纳米材料等稀土氟化物纳米材料。本文总结了上述几种制备方法的研究进展,讨论了其优缺点,并结合课题组在稀土氟化物纳米材料制备方面的工作,对纳米稀土氟化物制备方法的发展方向做了展望。     

硫化物还原硝基在胺类合成中的应用

苯胺及其衍生物作为最基础的芳香胺类化合物,广泛应用于化学、生物、医学、染料、高分子材料和农业等不同领域,其最简单的合成方法是通过硝基苯加氢还原.根据质子供体和电子供体的差异可将硝基苯的还原方法分为Bechamp还原、催化氢化、催化氢转移和Zinin还原. Zinin还原是一种以硫化物为电子供体,质子性溶剂为氢源还原硝基制备苯胺的方法,广泛应用于实验室研究及工业生产.系统总结了Zinin还原方法,介绍了硫化物类还原剂,硫化物还原硝基的反应机理和硫化物还原硝基的应用,重点阐明了单质硫、硫化物、多硫化物与硫氢化物还原硝基的原理,并详细分析了OH^-和H₂O在硫化物还原硝基过程中的调控机制,最后在原子经济性方面对比分析了不同硫化物作为还原剂还原硝基的能力及应用效果.     

Mg2Si nanocomposite converted from diatomaceous earth as a potential thermoelectric nanomaterial

With recent literature demonstrating enhancement of the thermoelectric performance of nanoscale materials relative to their corresponding bulk materials, methods to synthesize low-dimensional nanomaterials in large scale at low cost are needed. We demonstrate a method for preparing nanostructured dimagnesium silicide (Mg₂Si) thermoelectric materials that are nanocomposites with MgO by the reduction of diatomaceous earth (diatoms) using a gas-displacement solid state reaction with magnesium vapor. The resulting semiconducting Mg₂Si preserves the general morphology of the original diatoms and their nanosized grains at least down to the size of 30 nm. This reaction represents a possible method for the production of large quantities of low-cost nanoscale thermoelectric materials with potential for enhanced thermoelectric performance.     

Synthesis and assembly of rare earth nanostructures directed by the principle of coordination chemistry in solution-based process

In this review, several typical nanomaterials are selected to demonstrate the coordination effect on the control of structure/microstructure/texture, surface/interface, particle size and morphology. Based on the principle of coordination chemistry, with some solution-based methods including solvothermal treatment and the thermolysis of metal complex precursors, a series of novel nanostructured rare earth compounds, such as ultra-small colloidal ceria nanoparticles, highly homogenous and stable ceria–zirconia solid solutions, and high-quality rare earth oxide and fluoride nanocrystals, etc., have been prepared by elaborately controlling the synthetic parameters and reaction kinetics. In order to reveal the mechanisms of synthesis, assembly, and properties, the phase, microstructure, texture, and surface state have been characterized systematically. The main applications of coordination chemistry principle in the synthesis and assembly of rare earth nanocrystals have been summarized, which also can be extended to direct the fabrication of other nanomaterials.     

稀土元素分离检测技术新进展

对2003年以来稀土元素分离检测技术的新进展进行了评述，重点集中于各种新型分离技术、新型检测技术及其在稀土元素分析中的应用。对于离子液体、纳米材料、离子印迹聚合物等新型材料以及浊点萃取、膜萃取、毛细管电泳等新型技术在稀士元素分离中的应用进行了详细讨论，并对中子活化分析、等离子体原子发射光谱和等离子体质谱在稀土元素检测中的应用进行了综述，重点讨论了等离子体质谱技术的应用。在回顾稀土元素分离检测技术进展的同时，对其在未来几年的发展趋势进行了评述。     

化学还原法制备多形貌银纳米材料

银纳米材料因具有导热导电性能好、光电性能优良及抗菌能力强等优点而引起广泛关注,近年来其制备方法得到广泛研究。已报道的制备方法可分为化学法、物理法和生物法等,其中化学还原法可以通过使用不同的还原剂、包裹试剂及助剂,实现不同形貌及粒径的银纳米材料的快速制备。本文综述了化学还原法制备颗粒状、线形、片状、立方体及其它形貌的银纳米材料的原理及应用,并展望了银纳米材料工业化制备及应用研究的发展趋势。可控制备多形貌银纳米材料对于电子行业、医药生物以及传感器等相关领域的发展具有重要意义。     

Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜太阳电池研究进展

CdTe和Cu(In,Ga)(S,Se)₂ (CIGSSe)光吸收材料在新型化合物半导体太阳电池研究中占据着主导地位。尽管CdTe和CIGS太阳电池拥有较高的转换效率和先进的技术,但是仍存在着一些问题,如所用材料中的元素地壳丰度低或有毒,这阻碍了其未来的大规模应用。近年来,由于Cu₂ZnSn(S,Se)₄ (CZTSSe)薄膜太阳电池使用的元素地壳含量丰富且环境友好,逐渐成为了研究的热点。CZTSSe光吸收材料被认为能够取代CdTe和CIGS成为下一代光伏技术的潜力材料。基于此,本文将简单介绍CZTSSe材料的结构、性质和制备方法。重点阐述CZTSSe材料的组装技术和沉积方法的发展和优势,如基于真空的沉积方法和基于溶液的沉积方法,简述其优缺点。此外,本文对CZTSSe组装和CZTSSe纳米晶制备方法的最新研究进展也进行了总结。最后,对CZTSSe光伏技术的一些限制因素进行了分析,并对CZTSSe薄膜电池未来的研究前景进行了展望。     

熔盐电解法制备稀土合金研究进展

熔盐电解法制备稀土合金具有成本低、成份均匀且容易控制、质量较好、易实现连续化生产等优势.本文结合稀土合金在金属结构材料、磁性材料和贮氢材料中的应用,在介绍熔盐电解的知识进展的基础上,综述了稀土分别与镁、铝、铁、钴、镍、铜等组成的合金的熔盐电解制备研究进展,并对以后的研究工作进行展望.     

模板及其在纳米材料合成领域的应用

模板法是合成纳米材料的重要方法之一.本文综述了模板的分类、制备方法、性能以及在纳米材料合成领域中的应用,并对模板合成的未来发展进行了展望。     

3D Printable Geopolymer Composites Reinforced with Carbon-Based Nanomaterials – A Review

Three-dimensional (3D) geopolymer printing (3DGP) technology is a rapidly evolving digital fabrication method used in the construction industry. This technology offers significant benefits over 3D concrete printing in terms of energy saving and reduced carbon emissions, thus promoting sustainability. 3DGP technology is still evolving, and researchers are striving to develop high-performance printable materials and different methods to improve its robustness and efficiency. Carbon-based nanomaterials (CBNs) with beneficial properties have a wide range of applications in various fields, including as concrete/geopolymer systems in construction. This paper comprehensively reviews the research progress on carbon-based nanomaterials (CBNs) used to develop extrusion-based 3D geopolymer printing (3DGP) technology, including dispersion techniques, mixing methods, and the materials′ performance. The rheological, mechanical, durability, and other characteristics of these materials are also examined. Furthermore, the existing research limitations and the prospects of using 3DGP technology to produce high-quality composite mixtures are critically evaluated.     

Synthesis and modification of silicon nanosheets and other silicon nanomaterials

Silicon nanomaterials and nanostructures exhibit different properties from those of bulk silicon materials based on quantum confinement effects. They are expected to lead to the development of new applications of silicon, in addition to wide use in semiconductor devices. Aside from industrial interest, intriguing issues of academic interest still remain with respect to the origins of their characteristic properties. Zero- and one-dimensional crystalline silicon nanomaterials have been synthesized, to date, by using many methods and there has been rapid progress in size control and modification procedures. However, there have been only a few examples of silicon nanomaterials with atomic-order thickness akin to carbon nanomaterials, such as two-dimensional silicon nanosheets. Moreover, mass production of silicon nanomaterials with relatively low cost is not easily achievable, due to the typically severe conditions required for fabrication, such as high temperature and ultralow pressure. Recently, we have developed a soft synthetic method for silicon nanosheets with chemical surface modification in a solution process. This review provides methods for the synthesis and modification of silicon nanosheets and other silicon nanomaterials with examples of their potential applications.