Cr,Nd:GGG激光陶瓷原料的制备及性能研究

以金属硝酸盐作为原料,甘氨酸为燃烧剂,采用燃烧法制备了Cr,Nd:GGG激光陶瓷原料,并采用XRD,FT-IR,SEM,荧光光谱测试手段对前驱粉体进行了形貌和结构的表征。XRD测试结果表明,经900℃煅烧能形成较好的Cr,Nd:GGG相;FT-IR测试发现在655,614,571cm-1出现了比较尖锐的吸收峰,这是由于形成了GGG相,这和XRD测试结果一致;SEM照片显示Cr,Nd:GGG前驱体在900℃煅烧3 h得到粉体的粒子呈圆球形及类球形,分布较为均匀,直径为49.5 nm;荧光测试结果表明,Cr,Nd:GGG样品的最强荧光发射峰位于1063 nm左右,是Nd3+的4F3/2→4I11/2能级跃迁导致的荧光发射,并且相比于单掺Nd3+样品的荧光发射,双掺Cr3+,Nd3+(少量Cr3+)样品荧光强度增强,这个现象说明Cr3+-Nd3+之间存在能量传递。     

Cr4+, Nd3+共掺的钆镓石榴石(Cr, Nd∶GGG)的光谱性能与光谱参数的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr4+, Nd3+∶GGG)晶体, 研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质, 以及晶体中Cr离子浓度对Nd离子光谱性质的影响. 应用Judd-ofelt理论计算了强度参数Ωt (t=2, 4, 6), 自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数. 应用McCumber理论计算了4F3/2→4I11/2能级跃迁的受激发射截面. 结果表明 Cr3+在300～900 nm之间较强地增加了吸收截面, 尤其是伴随Cr3+→Nd3+有效的能量转移. Cr4+在1.06 μm附近的吸收减弱了Nd离子的发射截面.     

Cyanex272负载树脂分离-ICP-MS法测定高纯氧化钕中痕量稀土杂质

采用萃取色谱法,以Cyanex272负载树脂为固定相制成微型分离柱,以HCl为淋洗液,研究了Nd2O3基体的分离条件,分离周期为35min。建立了分离Nd后测定Tb、Dy、Ho以及内标补偿法直接测定其它稀土杂质的高纯Nd2O3中14个稀土杂质的ICP MS分析方法。方法检出限为0.03～0.30μg g,加标回收率为91.0%～110.0%,相对标准偏差为2.0%～4.9%。方法可满足快速测定99 999%Nd2O3中14个稀土杂质的要求。     

P_(507-HCl体系萃取色谱法分离稀土的研究 Ⅲ.高纯氧化钕中La、Ce、Pr、Sm和Y的化学光谱测定

本文研究用P_(507)为固定相的萃取色谱法从高纯氧化钕中分离微量稀土杂质,继以发射光谱测定。测定下限:La_2O_3、Sm_2O_3、Y_2O_3为0.00025％,CeO_2、pr_6O_(11)为0.00075％。加入试验的回收率在96～110％,相对标准偏差在±7.9～14％,分离周期约为8～9小时。     

Cr^4＋，Nd3＋共掺的钆镓石榴石（Cr，Nd：GGG）的光谱性能与光谱参数的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr^4 ，Nd^3 :GGG)晶体，研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质，以及晶体中Cr离子浓度对Nd离子光谱性质的影响。应用Judd—ofelt理论计算了强度参数Ωt(t=2，4，6)，自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射辱命等光谱参数。应用McCumber理论计算^4F3/2→^4I11/2能级跃迁的受激发射截面。结果表明：Cr^3 在300～900nm之间较强地增加了吸收截面，尤其是伴随Cr^3 →Nd^3 有效的能量转移。Cr^4 在1．06μm附近的吸收减弱了Nd离子的发射截面。     

Nd^3＋：Gd3Ga5O12透明陶瓷纳米粉体的制备及光谱性能的研究

采用溶胶-凝胶法合成了用于Nd：Gd3Ga5O12（GGG）透明激光陶瓷的多晶纳米粉体，并利用XRD、SEM、荧光光谱分析对所得的GGG纳米粉体进行了分析。XRD分析结果表明：样品属于体心立方的晶体结构，随着温度的升高，粉体的晶化程度也相应提高，衍射峰强度增强，宽度减小，说明粉体粒径逐渐长大；SEM观察发现，获得了单分散、形状规则、似球形的GGG纳米粉体，且随着烧结温度的提高前驱粉体粒度不断增加。1000℃，12h是形成Nd：GGG纯相的较好的温度和烧结时间；荧光发射的最强峰位于1．06μm处，是Nd^3＋的^4I3/2→^4I11/2能级跃迁导致的荧光发射。溶胶-凝胶法制得的Nd：GGG粉体是比较均匀的，粒度较小的，纳米级的晶粒，有利于透明的陶瓷烧强，因此是比较合适的透明陶瓷前驱原料。     

修饰聚合物液-固亲和萃取体系分离钪与钕及机理探讨

研究了加修饰聚合物(PEG-IDA)的吐温(Tween)80-盐水液-固体系亲和萃取稀土(RE)离子时体系酸度对萃取率的影响,并控制萃取酸度实现了Sc与Nd的定量分离,平均回收率Sc：99．72％;Nd：100.88％。测定新络合物的稳定常数,两者相差4倍,是分离的原因。对该体系分离Sc与Nd的机理进行探讨表明,RE-PEG-IDA络合物主要是与Tween 80形成了氢键。     

石油亚砜萃取分离稀土和钪

本文研究了稀土和钪在 PSO-HCl、PSO-HNO_3、PSO-NH_4SCN-HCl 体系中萃取行为、其中 PSO-NH_4SCN-HCl 体系的β_(Nd)~(Sc)高达5×10~3。应用于大量稀土中小量钪的分离和测定。     

用氯化三烷基甲基铵-甲基异丁基酮从大量铁、铝、钙、镁、钾、钠中分离富集痕量元素的研究

在 KI-Vc-HCl 介质中,用10%氯化三烷基甲基铵-甲基异丁基酮萃取方法可同时富集岩矿土壤中痕量的 Pb、Zn、Cu、Cd、Mo、Bi、Sn,将主量元素 Si、Fe、Al、Ca、Mg、K、Na 分离,确定富集分离的最佳条件,讨论 HNO_3、CH_3COOH-H_2O_2,H_2SO_4-H_2O_2三个反萃体系对痕量元素的反萃作用,探讨萃取及反萃机理。     

新型D-238树脂色层分离-ICP/AES法测定4N光学级La_2O_3中Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和V

本文采用新型D-238树脂,使待测元素与基体La分离。用6mol/L HNO_3解脱非稀土杂质,ICP-AES法同时测定4N光学级La_2O_3中8个痕量非稀土杂质。方法的检出限为0.2～2.8μg/g,相对标准偏差<8%。     

电感耦合等离子体原子发射光谱测定混合稀土铜合金中稀土和非稀土元素

本文提出了用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP—AES)法直接测定混合稀土铜合金中13个非稀土和稀土元素。选用了合适的分析线对及ICP光源的工作参数。探讨了观察高度、功率、酸度、载气和基体量的变化对被测元素谱线强度的影响。不用化学分离,可一次同时测定La、Ce、pr、Nd、Sm、Sn、Zn、Fe、Al、Ni、Pb,Mg和Mn。测定范围(％):La_2O_3:0.096～6.4;CeO_2:0.24～16;Pr_6O_(11):0.0384～2.56;Nd_2O_3:0.096～6.4;Sn:0.096～3.2;Mg、Mn、Fe,Sm_2O_3:0.024～1.6;Zn:0.396～6.7;Pb:0.092～6.4;Ni:0.096～3.2;Al:0.0384～1.28。相对标准偏差±3.0～9.1％;回收率85～116％满足冶炼上的要求,得到了满意的结果。     

数学模拟法研究氨化 P507分离 Nd-Sm 工艺

用数学模拟法研究了 NdCl_3-SmCl_3-HCl-H_2O-1.5M 氨化 P507-煤油体系的萃取平衡。提出了采用不氨化和氨化萃取剂的萃取平衡模型。利用这些模型初步进行了分馏萃取模拟,并研究了各种平衡数据之间的相互关系,利用其内在联系提出了较简单的模拟方法,以方便模拟工艺要求的任何氨化率的萃取体系。模拟结果与 Nd-Sm 分离试验结果符合得很好,Nd 和 Sm 产品纯度误差分别为0.13%和1.3%。文中还提出了保证不乳化、进料级位置合理、符合萃取要求的不同 Nd、Sm 组分的优化分离工艺。只用6～7级就可使 Nd、Sm 两种产品纯度达到99%以上。     

铬酸根作为抗衡离子的钕18-冠-6配合物的合成与晶体结构

Nd2O3,Cr O3,18-冠-6在稀HCl,稀HBr,蒸馏水3种不同条件下混合反应,分别合成得到了3个不同的新型配合物[Nd(H_2O)9](18-crown-6)3(Cr O3Cl)3·0.5H_2O(1),[Nd(H_2O)9](18-crown-6)3(Cr O3Br)3·0.5H_2O(2),[Nd(18-crown-6)(Cr_2O_7)(H_2O)]2(Cr_2O_7)·H_2O(3)。单晶结构分析表明配合物1和2属于异质同晶,结晶于R-3空间群,而配合物3结晶于P-1空间群。配合物1和2中Nd3+与9个配位水形成单核[Nd(H_2O)9]3+阳离子,该阳离子通过氢键作用被3个对称性相关的18-冠-6分子包裹起来,形成一个具有三次轴对称性的{[Nd(H_2O)9](18-crown-6)3}3+超分子笼。配合物3中Nd3+也是九配位的,它被1个18-冠-6分子的6个氧原子所螯合,并进一步与2个(Cr_2O_7)2-阴离子中的2个O原子和1个水分子配位,相邻的Nd3+通过桥联的(Cr_2O_7)2-阴离子的配位作用形成一维链状结构。     

离子色谱法测定柠檬酸、柠檬酸钠中的F~-、Cl~-、SO_4~(2-)、C_2O_4~(2-)等

利用离子色谱仪,对柠檬酸、柠檬酸钠中的痕量F~-、Cl~-、SO_4~(2-)、C_2O_4~(2-)等进行测定,采用DIONEX ION PAC ASll-HC分离柱,以电导检测器检测,对淋洗分离条件进行了试验。选择NaOH作淋洗液,0.025～0.050mol/L NaOH做梯度淋洗,可使F~-、Cl~-、SO_4~(2-)、C_2O_4~(2-)等很好地分离,其中Cl~-在0.01～200mg/L,F~-在0.05～200mg/L,SO_4~(2-)在0.05～200mg/L,C~2O_4~(2-)在0.1～200mg/L范围内,浓度和响应值有良好的线性关系,检出限分别为F~-0.01mg/L、Cl~-0.01mg/L、SO_4~(2-)0.03mg/L、C_2O_4~(2-)0.03mg/L,回收率为90％～110％。该方法无需前处理,无基体干扰,可用于柠檬酸、柠檬酸钠中F~-、Cl~-、SO_4~(2-)、C_2O_4~(2-)的测定。     

La0.5>RE0.3Sr0.2FeO3－δ (RE = Nd、Ce、Sm)体系双稀土阴极材料的制备与电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成了La0.5RE0.3Sr0.2FeO3－δ(RE=Nd、Ce、Sm)系列复合氧化物粉体. 用X射线衍射(XRD)和TG-DSC分析了样品钙钛矿物相的形成过程, 用Archimedes排水法测量体积密度并计算烧结样品的相对密度, 用四端子技术测量电导率. 结果显示, 掺Nd的样品1200 ℃烧结2 h成为单一立方钙钛矿结构, 掺Ce样品有明显的CeO2立方相析出, 掺Sm样品主相为钙钛矿结构伴有微弱的杂峰. 1250 ℃烧结2 h的La0.5Nd0.3Sr0.2FeO3－δ在600 ℃时电导率高达100 S•cm-1以上, 明显高于La0.5Ce0.3Sr0.2FeO3－δ及La0.5Sm0.3Sr0.2FeO3－δ样品的电导率, 预示着La0.5Nd0.3Sr0.2FeO3－δ可能是一种良好的中温固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料.     

高纯氧化镧中稀土杂质的光谱测定法

应用正交试验法,讨论了在O_2～Ar气氛下,以直流电弧阳极激发,用石墨粉作缓冲剂,φC- 8—2型平面光栅摄谱仪摄谱,直接测定10个稀土杂质氧化物(CeO_2Pr_6O_(11)、Nd_2O_3、Sm_2O_3、Eu_2O_3、Dy_2O_3、Ho_2O_3、Er_2O_3、Tu_2O_3、Y_2O_3)。、以1gR～1gC绘制工作曲线,Eu_2O_3的测试下限为4.7ppm,其余均为7.0ppm。变异系数小于20%回收率为80～110%。     

富勒烯C70及Sc3N@C70的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基函数对富勒烯C70、它的阴离子及内掺Sc3N富勒烯Sc3N@C70两种同分异构体的几何结构和电子结构进行了研究。计算结果表明,在C70的两种异构体中,满足五元环分离规则(IPR)的C70(D5h)稳定,C70q-(#7854)(q=4,6)比C70q-(D5h)稳定;在Sc3N@C70两种异构体中有三对两两相邻五元环的Sc3N@C70(#7854)稳定,C70(#7854)易于形成富勒烯金属包合物。     

稀土氧化物对α-Fe_2O_3半导体气敏特性的影响

制备了两个系列元件:系列Ⅰ在α-Fe_2O_3半导体氧化物中分别掺入La_2O_3、CeO_2、Pr_6O_(11)和Nd_2O_3;系列Ⅱ除α-Fe_2O_3+稀土氧化物外还掺入Sn~(4+)。测定了上述元件对于乙醇、甲苯、煤气、汽油等10种气氛在不同加热功率下的响应特性。结果表明,系列Ⅱ的灵敏度比系列Ⅰ普遍提高,两个系列在掺稀土氧化物后选择性比单纯的α-Fe_2O_3或α-Fe_2O_3=Sn~(4+)均有提高。所有掺稀土的元件对于乙醇、甲苯、甲烷等气体的灵敏度随着元件的加热功率的降低而升高,产生化学增感作用。热重分析还证实了掺Sn~(4+)的材料中SO_4~(2-)离子的含量增高,导致气敏性增加。     

RS-01微柱分离富集装置的研制

研制了一台自动化微柱分离富集装置。该装置由两台两通道蠕动泵、三支旋转阀、控制电路和微型分离富集柱组成。时序电路控制旋转阀切换。自动完成柱平衡、进样、淋洗、洗脱、收集、再生过程。采用三阀六时段方式,能够有效地截取待测组分的高浓度洗脱液。配备相应的分离柱,该装置能在30min内完成Nd2O3基体中微量Tb、Dy、Ho元素的分离;与电感耦合等离子体质谱仪联用,分离测定的RSD为2．5％～3．6％,加标回收率范围为95．5％～109．0％。用以分离一测定高纯Eu2O3、Tb4O7、Nd2O3中痕量稀土杂质。     

Cyanex 923从硫酸体系中萃取钪及其与P507和环烷酸的比较

稀土元素钪(Sc)在相关原料中含量低,伴生杂质元素多,回收困难。针对这一问题,本文系统对比了直链三烷基氧化膦(Cyanex 923)、2-乙基己基磷酸单-2-乙基己基酯(P507)、环烷酸在硫酸体系中对Sc的萃取、分离和反萃。Cyanex 923在高酸度下能完全萃取Sc,而环烷酸和P507则在低酸度下有较高萃取率。Cyanex 923分离Sc与锆(Zr)、钛(Ti)的最佳水相酸度为1 mol/L,分离系数分别为5. 6和10. 6。P507在水相H~+浓度为2 mol/L时对Sc/Zr、Sc/Ti有最大分离系数,分别是21和59. 7。虽然P507有更好的分离效果,但难以反萃。3种萃取剂中仅有Cyanex 923能被有效反萃,在反酸H+浓度为0. 4 mol/L时有最大反萃率。因此,Cyanex 923更适合从含Sc二次资源浸出液中分离回收Sc。