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中国稀土学报 2023年第1期41卷 91-107页

作者：要亚雄王睿朱佳敏何子东席聘贤严纯华兰州大学化学化工学院稀有同位素前沿科学中心甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室甘肃兰州730000 北京大学化学与分子工程学院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京100871

稀土氧硫化物是一类物理化学性质优异、结构复杂、功能丰富和稳定性高的稀土功能材料,在发光材料、医学材料、催化剂材料、储氧材料等领域具有广泛的应用。本文综述了稀土氧硫化物的发展历程,着重介绍了其制备方法、形貌构筑、组分调控... 详细信息

稀土氧硫化物是一类物理化学性质优异、结构复杂、功能丰富和稳定性高的稀土功能材料,在发光材料、医学材料、催化剂材料、储氧材料等领域具有广泛的应用。本文综述了稀土氧硫化物的发展历程,着重介绍了其制备方法、形貌构筑、组分调控策略和主要应用领域,并对该类材料的发展进行了展望。

关键词：稀土氧硫化物发展历程合成方法应用探究

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2023年中国稀土研究综合评述

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 381-418页

作者：严纯华黄小卫兰州大学化学化工学院稀有同位素前沿科学中心甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室甘肃兰州730000 北京大学化学与分子工程学院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京100871 中国有研科技集团有限公司稀土国家工程研究中心有研稀土新材料股份有限公司北京100088

稀土新材料作为现代工业和高新技术产业发展的关键基础材料,在未来的产业发展中将面临新的机遇和挑战。本文主要以中国2023年稀土领域研究发展状况为对象,总结归纳了近年来中国稀土光功能材料、催化材料、生物医用材料等10个稀土材料领... 详细信息

稀土新材料作为现代工业和高新技术产业发展的关键基础材料,在未来的产业发展中将面临新的机遇和挑战。本文主要以中国2023年稀土领域研究发展状况为对象,总结归纳了近年来中国稀土光功能材料、催化材料、生物医用材料等10个稀土材料领域以及中国在稀土提取和分离方面取得的研究成果及进展,并对未来发展趋势进行了研判和展望。

关键词：稀土新材料提取分离

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串级萃取理论发展与稀土分离工业技术进步

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中国稀土学报 2022年第6期40卷 909-919页

作者：廖春生程福祥吴声严纯华五矿(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

自20世纪80年代,中国在稀土资源开采、冶炼分离和材料应用领域逐步建立了优势地位,这与中国稀土分离理论及技术的持续进步密不可分,其中关键节点事件的梳理、回顾和分析可为中国稀土科技未来发展提供借鉴。在串级萃取理论的发展历程中,... 详细信息

自20世纪80年代,中国在稀土资源开采、冶炼分离和材料应用领域逐步建立了优势地位,这与中国稀土分离理论及技术的持续进步密不可分,其中关键节点事件的梳理、回顾和分析可为中国稀土科技未来发展提供借鉴。在串级萃取理论的发展历程中,最优化方程使稀土串级萃取工艺的优化设计不再无章可循,“一步放大”技术的建立大大缩短了稀土萃取分离工艺设计和参数调整周期、提高了工艺流程的灵活性,非恒定混合萃取比体系设计理论完成了对皂化、萃取、反萃取等全工序过程的模拟计算,也为重稀土萃取分离工艺的优化设计提供了指导,联动萃取分离工艺的应用使稀土分离过程的酸碱消耗显著降低,相应发展的流程设计理论解决了多组份萃取分离的理论消耗极限问题。近年来,包头混合型稀土矿转型-分离一体化工艺的工业应用获得良好经济和环保效益,进一步开展溶料-萃取-沉淀过程联动的全流程优化应存在较大降耗减排空间;中国稀土分离科技发展应规划重点解决基于过程自动控制的智能化生产和以零排放为目标的绿色化生产问题。

关键词：串级萃取理论一步放大非恒定混合萃取比联动萃取分离全流程优化稀土

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风化壳淋积型稀土矿浸取过程的模拟计算研究Ⅰ:液-固萃取模型

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中国稀土学报 2022年第6期40卷 103-112,I0003页

作者：程福祥吴声廖春生严纯华五矿(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

风化壳淋积型稀土矿物中稀土元素主要富集在以高岭土为主的粘土矿物中,目前主要通过原地浸矿工艺开采。开采过程中,浸矿液自矿体顶部注液孔流至矿体底部或集液巷道的过程中,不断交换浸出粘土中的稀土离子,其过程可视作液-固萃取,因此可... 详细信息

风化壳淋积型稀土矿物中稀土元素主要富集在以高岭土为主的粘土矿物中,目前主要通过原地浸矿工艺开采。开采过程中,浸矿液自矿体顶部注液孔流至矿体底部或集液巷道的过程中,不断交换浸出粘土中的稀土离子,其过程可视作液-固萃取,因此可通过其中的萃取平衡和物料平衡关系进行模拟计算。介绍了一种基于液-固萃取模型的风化壳淋积型稀土矿柱浸过程模拟计算方法,并探讨了离子交换反应系数、浸矿剂浓度、原矿品位等因素对于浸矿效果的影响。计算表明:铵根离子具有较强的交换浸出稀土的能力;浸出液所能达到的理论浓度峰值主要决定于浸取液中初始硫铵浓度;浸矿所需顶水理论注入量可依据矿体饱和含水率估算,并进而通过模拟计算的浸矿液/顶水比计算所需浸矿液注入量;浸矿液硫铵浓度越高,原矿稀土品位越低,则稀土离子穿透曲线浓度峰值持续时间就越长,之后浓度下降速度也越快,同时浸矿液/顶水比以及硫铵投入/稀土产出比也越小,说明浸矿剂利用效率越高。

关键词：风化壳淋积型稀土矿柱浸液-固萃取模型离子交换机制稀土穿透曲线

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碳纳米管透明导电薄膜的可控制备

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高等学校化学学报 2022年第3期43卷 1-11页

作者：闫文卿张则尧李彦北京分子科学国家研究中心纳米器件物理与化学教育部重点实验室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北京100871 北京大学前沿交叉学院北京100871 北京大学深圳研究院深圳518057 深港产学研基地深圳518057

碳纳米管具有优秀的导电性能、透光性能和十分突出的柔性,在柔性透明导电薄膜中有着良好的应用前景.如何制备同时拥有良好导电性能和透光性能的碳纳米管薄膜是这一领域研究的核心问题.本综述介绍了碳纳米管薄膜的制备方法,并重点讨论了... 详细信息

碳纳米管具有优秀的导电性能、透光性能和十分突出的柔性,在柔性透明导电薄膜中有着良好的应用前景.如何制备同时拥有良好导电性能和透光性能的碳纳米管薄膜是这一领域研究的核心问题.本综述介绍了碳纳米管薄膜的制备方法,并重点讨论了基于漂浮催化剂化学气相沉积法的碳纳米管薄膜的可控制备.在生长过程中限制碳纳米管的团聚、增加碳纳米管的长度、降低杂质的含量是提高碳纳米管薄膜性能的主要策略.

关键词：碳纳米管透明导电薄膜化学气相沉积柔性

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离子吸附型稀土矿可生长式堆浸工艺的工业试验研究

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中国稀土学报 2025年第2期43卷 364-379页

作者：廖春生程福祥冯凯吴声杨建华欧家才钟瑞林黄凯龙林锦和李柱文王晓斌严纯华中稀(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 南昌大学工程建设学院江西南昌330031 中稀广西稀土有限公司广西南宁530024 赣州稀土矿业有限公司江西赣州341100

原地浸矿技术可在较少破坏矿床植被的情况下达到很好的离子吸附型稀土浸出效果,但该技术对矿山的基岩条件有较高要求,而堆浸技术是处理低品位矿石的一种既简单又经济的有效方法。研究开发了一种离子吸附型稀土矿新型可生长式堆浸提取方... 详细信息

原地浸矿技术可在较少破坏矿床植被的情况下达到很好的离子吸附型稀土浸出效果,但该技术对矿山的基岩条件有较高要求,而堆浸技术是处理低品位矿石的一种既简单又经济的有效方法。研究开发了一种离子吸附型稀土矿新型可生长式堆浸提取方法,并进行了该方法的工业试验验证。工业试验分两期进行,共修筑6级矿堆,以MgSO_(4)为浸取剂。结果显示,MgSO_(4)可对试验矿堆中的稀土进行有效浸出,优化条件的稀土浸出率达到90%以上;在表土下设置注液层的注液方式,可有效避免浸矿剂对表土的污染,为后续的生态修复创造了有利条件;本试验设计的堆结构具有良好的操作安全性保障。另外,试验中引入的基于毛细导流层的负压辅助出液系统,可有效提高出液效率,降低堆体中残余持水量和浸矿剂残留量。

关键词：离子吸附型稀土矿可生长式堆浸硫酸镁负压出液

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镁及镁合金储氢材料的研究进展

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稀有金属材料与工程 2022年第2期51卷 727-734页

作者：武晓娟薛华庆彭涌邓霁峰郑捷李星国北京分子科学国家研究中心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 中国石油勘探开发研究院新能源研究中心北京100083

镁基储氢材料由于价格低廉、储氢量高和安全性好等优点,受到人们的广泛关注。然而较高的吸放氢温度和较慢的动力学性能在一定程度上限制了其在储氢方面的进一步研究和应用。目前,该体系的研究热点主要集中在优化不同的改性方法,目的是... 详细信息

镁基储氢材料由于价格低廉、储氢量高和安全性好等优点,受到人们的广泛关注。然而较高的吸放氢温度和较慢的动力学性能在一定程度上限制了其在储氢方面的进一步研究和应用。目前,该体系的研究热点主要集中在优化不同的改性方法,目的是得到低成本、大批量、小颗粒和稳定性高的纳米MgH2,并已取得了一定的进展;但要获得能够在环境温度下具有理想热力学性能和实际应用价值的镁基储氢材料,仍面临巨大挑战。本文中,总结了镁基合金储氢材料的研究进展,并进一步梳理了文献中关于优化和改变热力学和动力学性能的方法,为获得具有高容量、低成本、吸放氢动力学和热力学性能优异的镁基储氢材料提供更好的实验经验和理论支持。

关键词： Mg基储氢材料动力学性能热力学性能研究进展

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锡基钙钛矿太阳能电池研究进展

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科学通报 2021年第17期66卷 2129-2138页

作者：王程博顾飞丹卞祖强刘志伟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国家研究中心北京100871

有机-无机杂化钙钛矿具有优异的光吸收性能和较高的载流子迁移率等优点,相应的钙钛矿太阳能电池在经历短短11年的发展后,光电转换效率已接近单晶硅电池.同时,制备工艺简单、生产成本低等优势令钙钛矿太阳能电池具有极大的商业潜力.然而... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿具有优异的光吸收性能和较高的载流子迁移率等优点,相应的钙钛矿太阳能电池在经历短短11年的发展后,光电转换效率已接近单晶硅电池.同时,制备工艺简单、生产成本低等优势令钙钛矿太阳能电池具有极大的商业潜力.然而,存在于传统钙钛矿太阳能电池中铅的毒性仍是限制其大规模生产最重要的阻碍之一.低毒性的锡基钙钛矿继承了铅基钙钛矿绝大部分优异的光电性能,目前最高的光电转换效率已超过13%,但与铅基相比还有一定差距.本文首先介绍锡基钙钛矿的结构和性质,然后分别从添加剂和组分调控两个角度综述锡基钙钛矿太阳能电池近年来的重要研究进展,最后总结该领域存在的挑战和发展方向.

关键词：太阳能电池锡基钙钛矿添加剂组分调控

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氢能的发展机遇与面临的挑战

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应用化学 2022年第7期39卷 1157-1166页

作者：李星国北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及其应用国家重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100871

氢能作为一种重要的清洁可再生能源受到越来越多的关注。本文首先从能源资源、CO_(2)减排、大规模能源储存3个方面简略地说明了氢能的发展机遇。随后更多的是对氢能发展面临的一些挑战进行了介绍,这些也是氢能发展的瓶颈,这些问题不解决... 详细信息

氢能作为一种重要的清洁可再生能源受到越来越多的关注。本文首先从能源资源、CO_(2)减排、大规模能源储存3个方面简略地说明了氢能的发展机遇。随后更多的是对氢能发展面临的一些挑战进行了介绍,这些也是氢能发展的瓶颈,这些问题不解决,氢能难以产业化应用。所以本文围绕着制氢、储运、基础设施、关键设备、安全等一些领域,对国内外的研究状况以及最新动态进行了介绍,并对一些具体问题和技术做了进一步的说明,给出了一些方向和技术指标。另外,对氢能应用,也提出了一些多样化的建议,可供产业化开发参考。

关键词：氢能氢能产业碳中和机遇挑战

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FeCo/MgO催化生长体相单壁碳纳米管的直径调控

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物理化学学报 2022年第8期38卷 74-80页

作者：张则尧姚艺希李彦北京大学深圳研究院广东深圳518057 北京分子科学国家研究中心纳米器件物理与化学教育部重点实验室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北京100871 北京大学前沿交叉学院北京100871 深港产学研基地广东深圳518057 北京大学工学院北京100871

单壁碳纳米管的直径可控生长是碳纳米管生长与应用领域的重要问题。直径在0.9–1.2 nm范围内的碳纳米管非常适合应用于近红外荧光生物成像领域和量子器件单光子光源之中。本文使用FeCo/MgO催化剂生长出了直径在这一范围内的体相单壁碳... 详细信息

单壁碳纳米管的直径可控生长是碳纳米管生长与应用领域的重要问题。直径在0.9–1.2 nm范围内的碳纳米管非常适合应用于近红外荧光生物成像领域和量子器件单光子光源之中。本文使用FeCo/MgO催化剂生长出了直径在这一范围内的体相单壁碳纳米管,并研究了催化剂制备和CVD生长条件对碳纳米管直径的影响。催化剂前驱体的制备是获得小尺寸催化剂颗粒的关键步骤。在浸渍过程中,使用难水解的金属硫酸盐作为前驱体、降低浸渍pH以及加入络合剂分子都会抑制溶液干燥过程中金属盐的水解,从而控制催化剂的尺寸,使其适合于生长出直径可控的单壁碳纳米管。在CVD生长过程中,使用乙醇作为碳源、使用较低的碳氢比例也有利于小直径碳纳米管的生长。

关键词：单壁碳纳米管化学气相沉积可控生长直径金属催化剂前驱体纳米颗粒

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