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中国稀土学会2021学术年会

作者：吴声程福祥廖春生严纯华五矿(北京)稀土研究院有限公司北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学中心

稀土分离流程的总萃取量是决定流程酸碱消耗的重要参数。流程的总萃取量与体系的分离系数、原料组成和分离流程相关。在前期研究中,我们得出了指定分离体系下,流程特定分割方式最小萃取量守恒的结论。由此结论进一步得到了分离流程最小... 详细信息

稀土分离流程的总萃取量是决定流程酸碱消耗的重要参数。流程的总萃取量与体系的分离系数、原料组成和分离流程相关。在前期研究中,我们得出了指定分离体系下,流程特定分割方式最小萃取量守恒的结论。由此结论进一步得到了分离流程最小萃取量的分析方法,即流程的最小总萃取量等于该原料可能的两出口分离方式中最小萃取量的最大值。最小总萃取量分析方法,不仅适用于水相进料体系,也同样适用于有机进料体系。我们对包头矿和典型中钇富铕矿在P507体系下的水相、有机进料方式的最小萃取量进行了比较。结果表明,南、北方矿有机进料体系的最小萃取量均显著低于水相进料体系。文中还对相关分离流程研究的最新进展进行了介绍。

关键词：分离流程

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基于中控数据的萃取分离工艺工况推演算法

基于中控数据的萃取分离工艺工况推演算法

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中国稀土学会2021学术年会

作者：常智舵吴声程福祥廖春生严纯华五矿(北京)稀土研究院有限公司北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学中心

稀土串级萃取分离体系一般具有多组分、含量差异大、分离要求高等特点。在分离过程的控制中存在大滞后、非线性的体系特征,各稀土元素在各级萃取槽中的分布规律复杂。了解掌握稀土元素在萃取槽中的分布及变化情况,对于萃取分离工艺的工... 详细信息

稀土串级萃取分离体系一般具有多组分、含量差异大、分离要求高等特点。在分离过程的控制中存在大滞后、非线性的体系特征,各稀土元素在各级萃取槽中的分布规律复杂。了解掌握稀土元素在萃取槽中的分布及变化情况,对于萃取分离工艺的工况控制优化、提高产品质量和稳定性有重要意义。基于萃取分离工艺的萃取平衡与物料平恒关系,我们对萃取分离过程中的萃取槽工况推演算法进行了研究。算法采用逐级递推和迭代的静态计算方法,在给定分离系数和两相摩尔流比的条件下可推导出某段萃取线达到稳态后的稀土分布。以一段萃取段槽体为例,以较少的水相采样点数据推演整段槽体的稀土元素分布及变化情况。基于中控数据的萃取分离工艺工况推演算法的研究,可望为萃取槽的稳定运行控制提供参考,并为进一步发展萃取分离自动控制系统提供决策依据。

关键词：稀土萃取分离自动控制推演算法

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基于中控数据的萃取分离工艺工况推演算法

基于中控数据的萃取分离工艺工况推演算法

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2021中国稀土学会学术年会

作者：常智舵吴声程福祥廖春生严纯华五矿(北京)稀土研究院有限公司北京100085 五矿(北京)稀土研究院有限公司北京100085 北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学中心北京 100871 北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学中心北京 100871

稀土串级萃取分离体系一般具有多组分、含量差异大、分离要求高等特点。在分离过程的控制中存在大滞后、非线性的体系特征，各稀土元素在各级萃取槽中的分布规律复杂。

关键词：稀土萃取分离自动控制推演算法

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基于三维石墨烯衬底的纳米片状水合氧化钌:电化学沉积制备以及柔性超级电容器储能应用（英文）

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无机材料学报 2019年第4期34卷 455-462页

作者：王远林杰常郑林天全钱猛黄富强中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室北京100871

可穿戴设备的快速发展刺激了对柔性高面容量储能设备的迫切需求。本工作采用一种简单的无粘结剂阴极电沉积方法将纳米片状RuO_x·nH_2O沉积固定在三维石墨烯骨架上,以提高RuO_x·nH_2O的利用效率,实现了更优良的电极导电性,并... 详细信息

可穿戴设备的快速发展刺激了对柔性高面容量储能设备的迫切需求。本工作采用一种简单的无粘结剂阴极电沉积方法将纳米片状RuO_x·nH_2O沉积固定在三维石墨烯骨架上,以提高RuO_x·nH_2O的利用效率,实现了更优良的电极导电性,并缩短了质子和电子的扩散传输路径。在2 m V?s-1时,它的面容量高达3.78 F?cm^(-2),主要归因于材料的纳米层状结构有利于电解质进入活性物质RuO_x·nH_2O的内部。另外,以这种电极材料制备得到的全固态柔性超级电容器,在10mA?cm^(-2)的电流密度下,能量密度达到0.1m Wh?cm^(-2),功率密度达到2.4mW?cm^(-2),超过大部分文献报道。

关键词：纳米片状RuOx·nH2O 电化学沉积超级电容器

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等离子体在提纯金属过程中微痕量杂质元素迁移机制的影响规律

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中国稀土学报 2019年第6期37卷 647-654,I0001页

作者：李国玲李吉刚傅凯李星国青岛大学材料科学与工程学院山东青岛266071 北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京100871

等离子体属于物质第四态,等离子体的温度高,能提供高焓值的工作介质,加之工作气氛可控,可特异性用于高纯金属中微痕量杂质元素的脱除工作。介绍了各类等离子体电弧的基本工作原理及应用特点,尤其归纳了对镧系稀土金属的纯化效果,并讨论... 详细信息

等离子体属于物质第四态,等离子体的温度高,能提供高焓值的工作介质,加之工作气氛可控,可特异性用于高纯金属中微痕量杂质元素的脱除工作。介绍了各类等离子体电弧的基本工作原理及应用特点,尤其归纳了对镧系稀土金属的纯化效果,并讨论了它们的纯化原理及杂质的迁移机制。高温等离子体用于稀土金属纯化制备效果显著,并且其高温电离气流对稀土金属纯化过程起着保护作用,氢等离子体可以进一步脱除微痕量杂质元素,提高纯化效果。

关键词：等离子体高纯稀土金属杂质元素

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稀土/贵金属纳米催化材料的活性结构和性能的调控及应用

稀土/贵金属纳米催化材料的活性结构和性能的调控及应用

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中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会

作者：张亚文北京分子科学国家研究中心北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院

稀土/贵金属纳米催化材料在环境污染治理、新能源、石油化工等领域具有重要应用。在原子尺度上对该类材料的纳米活性结构进行精细调节既是提升其催化性能的有力手段,也是实现材料的原子高效利用以及获得新型纳米催化材料的可行途径。目... 详细信息

稀土/贵金属纳米催化材料在环境污染治理、新能源、石油化工等领域具有重要应用。在原子尺度上对该类材料的纳米活性结构进行精细调节既是提升其催化性能的有力手段,也是实现材料的原子高效利用以及获得新型纳米催化材料的可行途径。目前,如何通过发展液相控制合成方法构筑结构清晰的纳米催化剂,并利用一些探针催化反应在分子水平上揭示这些催化反应的机制,以获得优化催化性能的方法是该领域内的一个难题[1-2]。本工作将展示我们课题组在稀土-贵金属纳米结构的调控及其模型催化性质上的最新研究进展。近年来,我们围绕氧化铈基、铂基以及钌基纳米催化材料,发展了一些活性结构的调变方法,并利用一些重要的探针催化反应(比如CO氧化反应、醇类电氧化反应、CO2加氢反应等),结合第一性原理计算,深入研究了纳米结构与催化性质之间的关联性[3-11]。我们发现通过在纳米尺度上调节材料中的掺杂效应、合金化效应、晶面效应以及界面效应,可以有效提高这些催化材料的性能。这些研究结果为开发高性能稀土/贵金属纳米催化剂提供了有力的科学依据。

关键词：稀土贵金属纳米催化性能调控催化应用

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还原氧化石墨烯原位包覆纳米MnTiO_3颗粒的简易合成及储锂性能研究（英文）

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无机材料学报 2018年第9期33卷 1022-1028页

作者：刘焕龙赵伟李睿哲黄谢意唐宇峰李冬梅黄富强上海大学材料科学与工程学院上海200444 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室北京100871

对于高能量密度的锂离子电池而言,研究稳定、高容量负极材料的需求十分迫切。基于此,本工作设计了一种简单有效的溶胶–凝胶法,来合成高性能的被还原石墨烯氧化物原位包覆的MnTiO_3纳米颗粒(MnTiO_3@rGO)。合成的MnTiO_3纳米粒子分散均... 详细信息

对于高能量密度的锂离子电池而言,研究稳定、高容量负极材料的需求十分迫切。基于此,本工作设计了一种简单有效的溶胶–凝胶法,来合成高性能的被还原石墨烯氧化物原位包覆的MnTiO_3纳米颗粒(MnTiO_3@rGO)。合成的MnTiO_3纳米粒子分散均匀,被少层的石墨烯包裹。由于还原氧化石墨烯的高电导率,MnTiO_3@rGO作为锂离子电池负极表现出优异的倍率性能,在5.0 A?g^(–1)的高电流密度时,MnTiO_3@rGO展现出了286 mAh?g^(–1)的比容量。此外,得益于MnTiO_3@rGO的多孔结构和柔性的还原氧化石墨烯外层,MnTiO_3@rGO负极具有显著的长期循环稳定性。在500个循环后,比容量仍保持在441 mAh?g^(–1),仅损失了8.4%。结果表明,该方法对提高金属氧化物负极的导电性和循环稳定性具有较高的应用价值。

关键词：原位包覆还原氧化石墨烯 MnTiO3纳米颗粒锂离子电池负极

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棉花基多孔碳材料的合成、微结构及超电性能研究(英文)

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无机材料学报 2018年第1期33卷 93-99页

作者：郝燕霞钱猛徐吉健毕辉黄富强中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室中国科学院光电转换材料重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 北京大学化工与分子工程学院北京分子科学国家实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室北京100871

由于制备方法简单并且原料易得,多孔碳合成广泛采用生物质材料,并用于能源存储。以天然生物质棉花作为碳源,通过简单的一步法制备得到氮掺杂多孔碳材料。这种多孔碳材料在碳化温度为750℃时具有480 m^2/g的比表面积和6.84%的高含氮量。... 详细信息

由于制备方法简单并且原料易得,多孔碳合成广泛采用生物质材料,并用于能源存储。以天然生物质棉花作为碳源,通过简单的一步法制备得到氮掺杂多孔碳材料。这种多孔碳材料在碳化温度为750℃时具有480 m^2/g的比表面积和6.84%的高含氮量。当用作超级电容器电极材料时,这种碳材料显示出了良好的电容性能。在1 mol/L硫酸电解液中,电流密度为1 mol/L时,比电容可以达到252 F/g,并且在循环10000圈之后仍能保留94%的原电容。这种低成本的棉花基碳材料为超级电容器应用提供了可能。

关键词：棉花多孔碳超级电容器

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稀土纳米晶局域结构对上转换发光的调控

稀土纳米晶局域结构对上转换发光的调控

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第十届国际（中国）功能材料及其应用学术会议、第六届国际多功能材料与结构学术大会、首届国际新材料前沿发展大会

作者：董浩孙聆东严纯华稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院

稀土上转换发光纳米晶因其独特的反斯托克斯发光性质在信息存储、生物诊疗、超分辨光学成像和光遗传学等领域受到日益增多的关注和研究[1]。有效调控稀土上转换发光的跃迁选择性和增强稀土上转换发光的量子产率对提高稀土纳米晶的应用... 详细信息

稀土上转换发光纳米晶因其独特的反斯托克斯发光性质在信息存储、生物诊疗、超分辨光学成像和光遗传学等领域受到日益增多的关注和研究[1]。有效调控稀土上转换发光的跃迁选择性和增强稀土上转换发光的量子产率对提高稀土纳米晶的应用性能有重要意义。为此,我们发展了调节稀土纳米晶局域结构的方法,实现

关键词：稀土纳米晶上转换发光局域结构

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稀土硫化物纳米晶的发光敏化研究

稀土硫化物纳米晶的发光敏化研究

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中国化学会第十届全国无机化学学术会议

作者：张锦文张格王棣孙聆东严纯华北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室

稀土硫化物纳米晶在材料和光磁等领域具有较重要的理论价值。根据软硬酸碱理论,稀土硫化物是一类低稳定性的化合物,因此目前缺少针对这类材料的纳米相的合成手段;而稀土离子具有丰富的能级结构,使其发光范围从紫外覆盖到近红外,但是因... 详细信息

稀土硫化物纳米晶在材料和光磁等领域具有较重要的理论价值。根据软硬酸碱理论,稀土硫化物是一类低稳定性的化合物,因此目前缺少针对这类材料的纳米相的合成手段;而稀土离子具有丰富的能级结构,使其发光范围从紫外覆盖到近红外,但是因为这些发光能级间的跃迁属于选律禁阻的f-f跃迁,所以稀土离子跃迁几率很低,因此如何敏化稀土离子发光成为一个重要的问题。基于本课题组在稀土硫化物纳米晶合成方面的工作,针对稀土硫化物纳米晶的发光性质的调控手段这一科学问题,我们设计合成了半导体-稀土硫化物异质结构:以金纳米球诱导成核促进稀土硫化物纳米晶规整生长,再以外延生长、离子交换等手段,构筑贵金属-稀土硫化物-量子点纳米晶多层复合结构;利用激子吸收很强的半导体来敏化稀土纳米晶,利用厚度可控的半导体壳层来控制其向稀土离子的能量传递过程,为增强硫化物基质中稀土离子发光提供新手段。而设计得到的具有优异近红外发光性质的异质结有望为近红外成像提供一类新材料。

关键词：稀土硫化物发光性质调控贵金属纳米晶

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