二氧化碳碳化法沉淀制备晶型碳酸稀土的工艺研究EI北大核心CSCD

碳酸稀土作为生产稀土氧化物的重要前驱体,是稀土元素精深加工和材料制备中重要的中间原料。目前碳酸稀土的制备方法包括碳酸氢铵沉淀法、碳酸氢镁沉淀法和碳酸钠沉淀法等,存在着氨氮污染、结晶性能不好、不利于工业化生产等问题;本文将二氧化碳碳化法引入到晶型碳酸稀土的制备过程,以开发一种绿色易产业化的碳酸稀土沉淀结晶技术。实验以LaCl_(3)为原料,研究了碳化体系、碳化温度和碳化时间对产物结晶性能的影响;结果表明:在20℃,pH=5.0的条件下碳化60 min,可以获得D_(50)=21.4μm,(D_(90)-D_(10))/2D_(50)=0.745,晶型片状的La_(2)(CO_(3))_(3)·8H_(2)O。此外还以CeCl_(3)和YCl_(3)为原料,探讨了二氧化碳碳化法的适应性问题,分别在20和40℃条件下碳化获得了晶型Ce_(2)(CO_(3))_(3)·8H_(2)O和Y_(2)(CO_(3))_(3)·2H_(2)O。本文将二氧化碳碳化法应用到晶型碳酸稀土的制备过程中,具有易工业化、易操作、减少碳排放等优点,也为碳化法制备晶型碳酸稀土提供了理论和工艺指导。     

醋酸铈及醋酸稀土的研制工艺

研究了醋酸铈及醋酸稀土的研制工艺. 分析了醋酸浓度、反应温度、醋酸与碳酸铈固液比、保温时间对碳酸铈溶解收率的影响. 确定了碳酸铈的最佳溶解工艺条件. 在此条件下研制了晶型醋酸铈, 混合醋酸稀土(La, Ce, Pr, Nd)(Ac)3, (Ce, Pr, Nd)(Ac)3,(Pr, Nd, Er, Y)(Ac)3及醋酸钇. 用扫描电镜、热重-差热分析、 X射线粉末衍射分析及化学分析等方法考察了上述晶体的形貌、结构和组成.     

六方稀土氧化水化和碳酸化产物的振动光谱研究

六方稀土氧化物在空气中极易水化和碳酸化。测定并讨论了光谱纯粉晶ＲＥ２Ｏ３（ＲＥ＝Ｌａ,Ｐｒ,Ｎｄ）样品的Ｒａｍａｎ光谱、红外光谱及粉晶Ｘ射线衍射谱。结果表明,其水化产物为ＲＥ（ＯＨ）３,碳酸化产物主要为六方双氧单碳酸盐ＲＥ２Ｏ３ＣＯ３以及少量的单氧双碳酸盐ＲＥ２Ｏ（ＣＯ３）２和四方ＲＥ２Ｏ２ＣＯ３。     

六方稀土氧化物水化和碳酸化产物的振动光谱研究

六方稀土氧化物在空气中极易水化和碳酸化。测定并讨论了光谱纯粉晶ＲＥ２Ｏ３（ＲＥ＝ Ｌａ ,Ｐｒ,Ｎｄ） 样品的Ｒａｍａｎ 光谱、红外光谱及粉晶Ｘ 射线衍射谱。结果表明, 其水化产物为ＲＥ（ＯＨ）３ , 碳酸化产物主要为六方双氧单碳酸盐ＲＥ２Ｏ３ＣＯ３ 以及少量的单氧双碳酸盐ＲＥ２Ｏ（ＣＯ３）２ 和四方ＲＥ２Ｏ２ＣＯ３ 。     

碳酸稀土在冰晶石—氧化铝系熔体中的溶解度

用过饱和平衡法测定了碳酸稀土在冰晶石-氧化铝系熔体中的溶解度。考查了熔体温度等因素对溶解度的影响,得出了溶解度与碳酸稀土的焙烧温度、焙烧时间、氧化铝含量及熔体分子比之间的回归方程,并就碳酸稀土的热分解产物在冰晶石-氧化铝系熔体中的溶解机理进行了探讨。     

复合沉淀剂制备高质量碳酸镧及氧化镧的研究

为满足稀土工业生产对环保、经济的沉淀剂及沉淀技术的需求,以氯化镧料液为原料,碳酸氢钠和碳酸钠为复合沉淀剂制备了碳酸镧和氧化镧。研究了加料方式、复合沉淀剂配比、反应温度、料液浓度、料液及沉淀剂的流量、沉淀过程pH值范围、添加晶种等因素对碳酸镧形貌、粒度及氧化镧中Cl~-,Na₂O含量和稀土总量(REO)等理化性能的影响,运用SEM、粒度分析、XRD等手段对碳酸镧或对应氧化镧形貌、粒度进行了表征。结果表明,控制复合沉淀剂中碳酸氢钠和碳酸钠摩尔比为1∶4,反应温度30℃,料液浓度为110g·L^-1,料液流量为6.0mL·min^-1,沉淀过程pH值为4.0～4.5,在添加适量碳酸镧晶种和并流加料的条件下,可获得易沉降,粒度D50为23.46μm,形貌为片状堆叠成的类球形La₂(CO₃)₃·8H₂O晶体;灼烧后氧化镧产品稀土总量为99.62%,Cl~-和Na₂O含量分别为0.01%和0.001%,达到国家标准GB/T415...     

气态悬浮炉在稀土碳酸盐焙烧中的应用开发

以热分解温度较高的碳酸镧为原料,将气态悬浮焙烧设备引入到稀土行业中进行稀土碳酸盐的焙烧处理.采用同步热分析仪、x射线衍射仪、激光粒度仪、扫描电子显微镜、智能粉体特性测试仪对产品的热分解过程、晶相组成、晶体粒度、形貌特征、比表面积、密度和安息角等特性进行了表征.对连续生产过程中的能耗、产品收率等实际生产指标进行持续监测,...     

纳米晶稀土永磁材料的制备和磁性

介绍了纳米晶稀土永磁材料的制备和磁性方面的有关研究工作, 主要内容有: 低钕快淬Fe3B基钕铁硼新型纳米晶复合稀土永磁材料的相结构与磁性, 快淬Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合稀土永磁材料的微结构与永磁性, 快淬Sm-Co基稀土永磁材料的织构与磁各向异性的关系, 以及纳米晶稀土永磁材料的矫顽力机制和模拟计算研究等.     

白钨矿结构物相含稀土异价固溶体的形成规律

运用原子参数-支持向量机算法(SupportVectorMachine,SVM)和熔盐相图智能数据库技术,研究了白钨矿型钼酸盐、钨酸盐和含稀土钼酸盐、钨酸盐形成异价固溶体的条件,建立了碱金属-稀土钼酸盐和钨酸盐的晶型以及这些化合物与稀土钼酸盐或钨酸盐形成连续固溶体的判据,并求得这类化合物的晶胞参数的计算式。计算表明:各组分元素的离子半径和电负性是影响固溶体形成、晶型和晶胞参数的主要因素。根据本文所得经验式估计TlPr(MoO4)2-Pr2(MoO4)3系固溶体情况与实测结果一致。     

强化沉淀反应结晶过程制备纳米稀土氧化物的工艺开发

采用液相沉淀法以CeCl_3为铈源, NH_4HCO_3为沉淀剂,快速反应生成无定形沉淀,再引入较低压力和温度的强化条件,制备出晶型完整、分散性良好的球形纳米稀土氧化物。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、粒度分析和热重-差热分析等测试方法对晶相组成、晶体粒度、形貌特征和热分解过程进行了研究,推测出化学反应原理并分析了晶体的形成过程。结果表明:在不使用分散剂条件下,通过晶型转变的控制能够获得符合市场需求的纳米球形稀土氧化物,该工艺容易进行工业推广。     

碳酸稀土生产工艺优化

在碳酸稀土生产过程中添加少量消泡剂,即可一次生产出低氯根碳酸稀土,同时缩短反应时间,提高设备利用率.扫描电镜照片可看出加入消泡剂以后晶体排列变得规则有序.     

稀土氧化物对聚丙烯晶型和动态力学性能的影响

本文用DSC和粘弹谱仪研究了La_2O_3,Y_2O_3和混合稀土氧化物对全同聚丙烯(iPP)的结晶行为,熔融行为和动态力学性能的影响。结果表明不同的iPP/稀土氧化物复合材料中iPP的晶型不同,Y_2O_3和稀土氧化物是iPP的α和β晶成核剂,La_2O_3是α晶成核剂。含有β晶试样同只有α晶试样相比,在T_g真松弛区其tanδ值较低,贮能模量E从-50℃～+50℃较高,从+50℃～+145℃则E值较低。     

NH_4HCO_3沉淀分离还原反萃余液中的稀土与锌工艺研究

在还原萃取分离铕的反萃余液中加入NH_4Cl,用固体NH_4HCO_3与稀土反应生成碳酸稀土沉淀,而Zn与NH_4Cl形成配合物存在于母液中,实现反萃余液中稀土和锌的分离。考察了料液中NH_4Cl,RECl_3,Zn Cl_2浓度、沉淀终点p H和沉淀反应温度这些因素对碳酸稀土中Zn O含量的影响。实验结果表明:在料液中NH_4Cl浓度4 mol·L~(-1),RECl_3浓度0.34 mol·L~(-1),Zn Cl_2浓度不大于0.62 mol·L~(-1),反应温度50℃,沉淀终点p H为6.5条件下,得到的碳酸稀土中Zn O含量小于0.005%。     

含稀土复合氧化物催化剂的催化活性和晶体结构

本文研究了Ln_0.7Sr_0.3MnO₃(Ln为稀土)系列催化剂上CO和C₂H₆完全氧化的活性规律。对于不同稀土Ln的取代物,其催化剂的晶体结构差别很大,有的呈正交的钙钛矿晶型,有的呈三方的钙钛矿晶型,还有的不是单一晶型的钙铁矿。实验中发现它们对于CO氧化和对C₂H₆氧化的活性不同。从CO氧化和C₂H₆氧化催化反应机理的不同,解释了这一现象。     

细旦尼龙6纤维加工过程中的晶型转化行为

通过引入富镧稀土化合物等添加剂,成功实现了细旦尼龙6纤维的熔融纺丝．考察了在纺丝卷绕成型以及牵伸过程中尼龙6纤维的晶型变化．借助XRD和FT－IR等研究手段,发现尼龙6在纺丝过程中可以生成亚稳态的B晶型晶体．这种β晶型经过沸水处理后很容易转化为α晶型,而γ晶型尼龙6经沸水处理后不发生相转变．因此可以通过沸水热处理的方法区分尼龙6的β和γ晶型．在纤维的卷绕过程中,当熔体拉伸倍数较高时,尼龙6可能产生β晶型;当熔体拉伸倍数较低时,则以γ晶型为主．在纤维的牵伸过程中,γ晶型经过β晶型中间态向α晶型相转变．上述结果对于指导改进细旦尼龙6纤维的加工工艺以及提高产品性能有指导意义．     

稀土铝酸盐蓝色荧光粉前驱体的制备及其应用

以硫酸铝铵和碳酸氢铵为原料，制备了结晶碳酸铝铵，用IR，XRD，DTA－TG等手段研究了结晶碳酸铝铵在煅烧过程中的相变和热分解机理，并考察了煅烧过程中的粒度和比表面变化以及煅烧产物的外观形貌，结果表明：在煅烧过程中结晶碳酸铝铵首先分解为无定型氧化铝，并依次从无定型Al2O3-γ-Al2O3-κ-Al2O3,δ-Al2O3,τ-Al2O3-α-Al2O3,τ-Al2O3-α-Al2O3转变，比表面在600℃之前是随温度升高而增大，600摄氏度之后则下降，而粒度变化在900摄氏度之前随温度升高而降低，900摄氏度之后则增大，煅烧产物为粒度在2-3um的片状结晶氧化铝，用该氧化铝所合成的稀土铝酸盐蓝粉，晶相纯，发光强度高，且粒度小，可以满足不球磨蓝色荧光粉的基本要求。     

铒硼硅酸盐稀土玻璃的析晶行为

高含量稀土玻璃在激光防护材料方面具有重要的应用,通过对稀土玻璃析品行为的研究.有助于制备出透明的高稀土含量稀土玻璃.分别制备了透明的铒硼硅酸盐稀土玻璃和富B2O3、富SiO2、富Al2O3的铒硼硅酸盐稀土玻璃,并在1100℃下对各种玻璃样品进行热处理.采用XRD,SEM等分析测试方法对Er2O3-B2O3-SiO2-Al2O3系玻璃的析晶行为进行研究,并探讨了玻璃组成对析晶产物的影响.结果表明,铒硼硅酸盐稀土玻璃的局部结构与ErBO3晶相的结构具有一定的相似性;富B2O3,富SiO2、富Al2O3的铒硼硅酸盐稀土玻璃会发生失透现象.稀土玻璃发生失透是由玻璃析晶引起的,其中铒硼硅酸盐稀土玻璃中最易析出的晶相是ErBO3.     

稀土催化的开环聚合研究进展

稀土催化剂在开环聚合中表现出极高的催化活性,本文总结了近十年来稀土催化剂在内酯、交酯、环醚、环碳酸酯、环羧酸酐等单体开环聚合中的应用,结合催化剂结构与聚合效果总结了稀土催化剂在聚合过程可控和聚合物结构控制方面的独特优势,并介绍了稀土催化的新型开环聚合方法.     

稀土纳米晶用于近红外区活体成像和传感研究进展

稀土纳米晶具有丰富的激发和发射波长,良好的化学和光稳定性、大Stokes位移等特点.近年来,稀土纳米晶在生物活体成像与传感领域的应用研究取得了迅速进展.通过纳米尺度的材料设计与合成,可以对稀土纳米晶的荧光效率、波长、寿命等光学性质,以及生物相容性、靶向性、响应性等生化性质进行精细调控,使其更好地适应于活体深组织的成像与分析.先概述活体荧光成像的技术特点与要求,然后介绍稀土纳米晶的一般组成、光学性质和荧光机理,随后详细讨论对稀土纳米晶光学和生化性质进行调控的方法,着重展示这些材料的设计和修饰在生物成像与传感领域的一些最新应用.通过总结最近的研究成果,期望能够为下一步的研究提供一些参考思路,以推进基于稀土纳米晶的生物成像与传感技术的临床转化和应用.     

稀土对薄板坯连铸连轧工艺连铸坯组织和夹杂物的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜等对薄板坯连铸连轧(CSP)工艺生产的加稀土和不加稀土的连铸坯横断面试样的微观组织变化、夹杂物的形态以及成分进行了分析,结果表明:加入稀土改变了铸态组织,利用Image Tool软件进行测量,发现稀土使铸坯表层细晶粒区由400μm扩大到630μm;通过Image Tool软件测量加稀土和不加稀土铸坯的枝晶间距,并对测量数据进行F检验分析,分析表明加入稀土对CSP连铸坯的一次枝晶间距无显著影响,对二次枝晶间距影响特别显著,使二次枝晶间距平均值由41.22μm降低到14.21μm,可靠性99%以上;加入稀土,连铸坯中的夹杂物由钙铝酸盐夹杂物或硫化物变成了球形的稀土复合夹杂物,并且降低了夹杂物的最大尺寸,使得最大尺寸由15μm左右降低到7μm左右。