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。     

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。     

中钇富铕稀土矿萃取分离流程的经济技术指标比较

根据当前国内外市场可预测的产品结构,针对中钇富铕矿为代表的离子吸收型稀土矿,提出了三种可行的Ｐ５０７－ＨＣｌ体系和环烷酸－ＨＣｌ体系相结合的稀土萃取全分离工艺流程,比较了各流程的槽体级数的容积,有机相和稀土存槽量,盐酸和液氨消耗以及控制要求等。从经济技术指标角度得到了中钇富铕稀土矿分离的最优化工艺流程,可节省投资５％～５０％。     

稀土配合物作为前驱体合成Y2O3：Eu纳米材料

以稀土酸配合物为前驱体,采用快速热分解方法制备了纳米Ｙ２Ｏ３;Ｅｕ荧光材料,进行了结构、尺寸及形貌表征,随着Ｅｕ＾３＋掺杂浓度的提高,样品的晶胞参数加大,当Ｅｕ＾３＋掺杂量高达３０％时,体系仍能保护保持Ｙ２Ｏ３基质的立方相结构;样品的晶粒度与退火温度及配合物前驱体组成有关。退火温度越高、前驱体中Ｒｅ＾３＋与配体的摩尔比越小,样品的粒虎大,随着Ｅｕ＾３＋掺杂浓度的提高,激发光谱红移,发射强度在掺杂浓     

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.     

稀土季铵盐配合物的研究(Ⅶ)──二硝酸四硫氰酸合铒酸四丁基铵的合成、表征和晶体结构

合成了一系列新型稀土季铵盐混合配体配合物,元素分析结果证明其分子式的通式为:C₅₂H₁₀₈LnN₉O₆S₁(Ln=Eu,Dy,Er.Yb,Y).研究了该系列配合物的中红外光谱;测定了它们在乙醇溶液中的摩尔电导,证明其属3:1型电解质。用四圆衍射仪测定了铒配合物的晶体结构,属正交晶系,P_nnn空间群,晶胞参数:α=1.2470(7)nm,b=1.2934(3)nm,c=2.1112(6)nm,Z=2,R=0.066.中心离子铒被来自2个硝酸根的4个氧原子和4个硫氰酸根的4个氮原子所配位,配位数为8.Er-O键长为0.2386nm;Er-N键长为0.2457nm,饵配位多面体为畸变三角十二面体。     

稀土季铵盐配合物的研究(VI)——四硝酸二硫氰酸合钕酸四丁基铵的合成、表征和晶体结构

合成了一种新型混合配体标题配合物,研究了该配合物的中红外光谱和热谱;测定了在乙醇溶液中的摩尔电导,证明其屑3:1型电解质。用四圆衍射仪测定了晶体结构,属单斜晶系,Cc空间群,晶胞参数:a=1.6578nm,b=1.8108nm,c=2.3962nm;β=91.58°,Z=4,中心离子钕被来自4个硝酸根的8个氧原子和硫氰酸根的2个氮原子所配位,配位数为10同。Nd—O平均键长为0.2567nm;Nd—N平均键长为0.2534nm。配位多面体为扭曲的双帽四方反棱柱体。     

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。     

稀土发光配合物和高分子PVK之间的能量传递及其在高分子中的分散状态研究

我们使用乙酰水杨酸（aspirin)作为第一配体、邻菲罗琳（phen)为第二配体,在乙醇溶液中合成了稀土发光配合物。元素分析和红外光谱证明它的分子组成的TbC27N2O12H28、分子式就为Tb(aspirin)3phen。光致发光研究表明导电高分子（PVK）和稀土配合物之间存在Foerster能量传递现象。这种能量传递的一个必要条件应该是稀土配合物的激发谱和高分子PVK的发射谱有重叠。稀土配合物掺杂高分子PVK的透射电镜照片表明稀土配合物在高分子PVK中分散比较均匀,分散尺度在20-30nm之间。同时,我们发现高分子PVK和稀土配合物混合后不能均匀分散,这可能是影响电致发光器件寿命的一个因素。