- 耿超亮;刘鹏;陈迪;
本研究旨在系统探讨不同单晶氧化物基片(主要为稀土基氧化物)在高温燃料电池等应用中的电导率特性。采用两端子电导率测试方法，通过改变氧分压和温度条件，测定了9种单晶基片(YSZ、YAO、LAO、NGO、LSAT、STO、LSGM、TSO、GSO)的电导率，并分析了导电性质随环境变化的规律及其背后机制。为了实现良好的集流效果，实验通过磁控溅射技术在基片表面沉积100 nm厚的金属铂。实验结果表明，YSZ和LSGM在测试条件下表现出良好的离子电导率且不随氧分压变化; STO表现出显著的导电转变，在还原气氛下为n型导电，在氧化气氛下为p型导电;其他基片如YAO、LSAT、GSO、LAO在低氧分压下主要表现为离子电导，在高氧分压下则表现为空穴电导。本研究揭示了单晶基片电导特性的多样性及其对环境的敏感性，提供了关键数据支持，为高温燃料电池和其他电化学器件的材料设计和优化奠定了基础。
2025年05期 v.46;No.280 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：76 ] - 姜银举;范柏杰;郭海涛;吴文胜;邓永春;辛文彬;唐家悦;樊文军;
对于稀土熔盐电解过程，提出阳极气体与金属的反应是金属中杂质碳形成的主要途径，为确定杂质碳的形成机制，进行了高温直接反应和间接反应实验，直接反应为CO气体—金属镨钕体系，间接反应模拟了熔盐电解时阳极气体与稀土金属的反应，为CO气体—电解质(NdF_3-LiF)—金属钕体系。直接反应实验结果表明，1050℃温度下CO气体与液态稀土金属发生了剧烈反应，生成稀土氧化物、碳化物和单质碳。间接反应考察了电解质中CO气体吹入位置、反应温度等因素对金属钕中碳含量的影响规律，随着吹入CO气体距液态金属表面距离的增大，金属碳含量明显增加;随着反应温度(1050℃～1100℃)的升高，金属碳含量显著增加。分析了金属铈、金属镨钕电解生产中金属及其对应的电解质的碳含量，分析了阳极气体与金属反应产物在电解质中的行为，进一步阐明了本论文金属中杂质碳的形成机制。研究结果表明，稀土熔盐电解过程中碳的形成机制抑制阳极气体与金属的反应，籍此可以降低稀土金属中碳含量，同时也可以提高电流效率。
2025年05期 v.46;No.280 8-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：59 ] - 郭浩然;杨幼明;张骞;蓝桥发;黄龙;来鹏飞;刘帅峰;张小林;
传统工艺生产稀土产品中非稀土杂质较高，严重制约高端稀土产品应用。本研究以La为例，采用CLP507树脂对单一及混合离子进行动态吸附-解吸实验研究，明晰稀土料液中杂质离子吸附行为及分离规律，并通过斜率法分析其吸附机理。结果表明，在25℃条件下，CL-P507树脂对单一离子吸附量大小规律为Zn > Fe > Al >La > Ca > Cr，以HCl为解吸剂，相应的解吸浓度依次为0.10 mol/L、3.00 mol/L、2.50 mol/L、0.15 mol/L、0.05 mol/L、1.50 mol/L;混合料液中非稀土杂质吸附-解吸结果表明树脂优先吸附Fe、Zn,Ca、Cr基本不被吸附，不同离子解吸顺序为La≈Zn > Al > Fe，且La、Zn呈现共吸附-共解吸的规律。采用柱吸附-解吸可将Ca、Al、Fe、Cr与La进行深度分离，而Zn与La难以实现高效分离。斜率法结果表明树脂每吸附1.0 mol La~(3+)同时释放2.0 mol H~+，而Zn~(2+)则释放1.5 mol H~+。
2025年05期 v.46;No.280 17-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：113 ] - 侯丽敏;吕秉娱;栗浩博;陈瀚;李佳明;武文斐;
为了解决稀土尾矿催化剂成型过程中挤出容易出现裂纹、机械强度低、易变形等问题，本文通过添加助剂甘油和玻璃纤维改善此问题，研究了调节助剂的添加量对稀土尾矿催化剂成型及性能的影响。研究结果表明，玻璃纤维中以Si O_2形式存在，且硅元素和尾矿中的铈元素发生协同作用形成Ce-O-Si，为催化剂表面提供更多的酸性位点。当添加10%甘油作为润滑剂，2.5%玻璃纤维作为强度剂时，成型催化剂催化脱硝效率高达95%，同时机械强度增加到2.36 MPa，大孔的数量增加，有利于反应气体扩散。
2025年05期 v.46;No.280 28-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 987K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：43 ] - 冯诗程;王川;郭妍;
本研究利用白云鄂博尾矿中的铁铈元素和MCM分子筛制备了Fe-Ce@ MCM吸附材料，并将产物用于水体砷吸附过程。XRD和红外分析结果表明，铁铈主要以无定形态的羟基型氧化物负载于载体表面，表面羟基在吸附过程中发挥重要作用。吸附动力学和吸附热力学实验结果表明，Fe-Ce@ MCM材料具有较好的砷吸附能力，理论饱和吸附量可达22.03 mg/g。
2025年05期 v.46;No.280 35-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：83 ] - 胡文丽;陈卫;王洪涛;
采用溶胶-凝胶法，制备了新型(1-x) Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α)-x Sr Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(3-α)系列复合电解质。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备样品进行了结构分析和微观形貌表征。采用电化学分析测试技术，测定了Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α)、Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α)∶Sr Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(3-α)=8∶2(Ce8Sr2)、Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α)∶Sr Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(3-α)=2∶8(Ce2Sr8)和Sr Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(3-α)在500℃～750℃的交流阻抗，电导率随温度变化曲线和燃料电池放电性能。并通过氧、氢浓差电池放电曲线研究了其氧离子和质子导电性。XRD结果表明，在Ce8Sr2、Ce2Sr8复合电解质中，衍射峰的强度和位置以占比大的成分为主，除Sr Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(3-α)、Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α)无其他杂质衍射峰，说明二者在制备过程中没有发生化学反应。550℃时的总电阻变化顺序为R(Sr Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(3-α))>R(Ce2Sr8)>R(Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α))>R(Ce8Sr2)。750℃时Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α)、Ce8Sr2的电导率分别为2.7×10~(-2)S·cm~(-1)和5.4×10~(-2)S·cm~(-1)。相应地，750℃时Ce_(0.9)Er_(0.1)O_(2-α)、Ce8Sr2的最大功率密度分别为31.8 m W·cm~(-2)和52.1 m W·cm~(-2)。
2025年05期 v.46;No.280 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1209K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：30 ] - 郭丽娜;李宜格;叶倩如;赵金慧;赵继军;王艳芳;
本研究选取20只Sprague-Dewley大鼠随机分为对照组和实验组(500 mg/kg CeO_2NPs)，每组10只，隔天灌胃的方式进行染毒，共计90天，在染毒84天时进行水迷宫行为学检测。染毒结束24 h后进行脑组织采样，通过ICP-MS对大鼠脑组织中Ce元素进行检测，并对脑组织样本进行代谢组学分析。研究发现，与对照组相比，实验组灌胃期间6天和20天体重明显减轻，差异有统计学意义(P<0.05)。实验组大鼠脑组织中Ce元素含量为4.6600mg/kg±0.0466 mg/kg。两组行为学实验无显著差异。代谢组学共检测出350种代谢物，与对照组相比，差异代谢物有6种，均下调。上述研究结果表明，粒径小于50 nm的CeO_2NPs可以穿越血脑屏障，进入脑组织。通过水迷宫行为学以及脑组织代谢组学分析，胃肠道长期(90天)暴露高剂量(500 mg/kg) CeO_2NPs，对大鼠的学习记忆没有影响，脑组织代谢正常。
2025年05期 v.46;No.280 54-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：107 ] - 孟玉琴;董正平;李虎平;高蒙蒙;黄天航;马旭花;
针对现有稀土改性Y型分子筛(RE-Y,RE:Ce或La)催化剂合成中存在的具体问题，开发了“固态离子交换法”制备RE-Y分子筛催化剂制备工艺。采用晶种导向剂合成法，合成NaY分子筛;利用NH_4NO_3或NH_4Cl充分与NaY分子筛进行液相离子交换，制得NH_4Y分子筛;再将一定量的LaCl_3或CeCl_3与NH_4Y进行混合、研磨，高温焙烧过程中发生固态离子交换，制得所需稀土负载量的RE-Y分子筛;并结合重油催化裂化分析评价，考察RE-Y分子筛催化重油裂解制备汽油的催化性能。研究结果表明，“固态离子交换法”可高效制备稀土改性分子筛催化剂，废液排放量少，其催化性能优于市售稀土改性Y型分子筛催化剂。
2025年05期 v.46;No.280 63-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：667 ] - 狄玉丽;朱晓东;何霞;杨安星;赵林;黄海燕;
本研究采用轻质氧化镁粉末(纯度≥98.5%)作为主要原料，同时以氧化锆(ZrO_2)、氧化镨(Pr_6O_(11))和氧化铈(CeO_2)作为添加剂，聚乙烯醇(≥98.0%)作为粘结剂(添加量为10%，质量分数)，通过干压成型后，在常压下进行烧结，从而制备得到氧化镁陶瓷材料。烧结温度1550℃，保温1 h～2 h成型后对氧化镁陶瓷进行密度、体积收缩率、硬度、抗热震、显微结构及物相检测及分析。固定ZrO_2添加量为1%后分别先后添加Pr_6O_(11)和CeO_2，探究获得Pr_6O_(11)和CeO_2的最佳添加量分别为0.5%和5%。然后探究Pr,Ce共掺杂不同添加含量对氧化镁陶瓷材料烧结及抗热震性能的影响。结果表明:共掺杂CeO_2与Pr_6O_(11)的添加比例为3.0∶0.5(质量分数)时氧化镁陶瓷具有最佳的洛氏硬度为86 HRB，此时的抗热震次数为11次。
2025年05期 v.46;No.280 73-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1784K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：85 ] - 曾伟;王观石;王慧平;谢韶宜;
离子型稀土矿是中国重要的战略资源，现有的主要开采方式是原地浸矿，稀土矿山力学参数的空间变异性对原地浸矿边坡的稳定性有较大影响。为了研究离子型稀土矿力学参数的空间变异性，本文针对某一离子型稀土矿，通过现场剪切实验测试了山体不同位置的黏聚力和摩擦角，分析了离子型稀土矿山黏聚力和摩擦角的统计特征。分别采用纯块金效应模型、球状模型、指数模型、高斯模型和线性有基台值模型研究了黏聚力和摩擦角的空间变异性。结果表明，对数正态分布比正态分布更适合于描述离子型稀土矿黏聚力和摩擦角分布规律，且黏聚力和摩擦角存在一定的负相关性，黏聚力的变程距离在18 m左右，摩擦角的变程距离在10 m左右。在此基础上，基于克里金法建立了考虑空间变异性的离子型稀土矿山黏聚力和摩擦角的三维条件随机场。本文的研究为原地浸矿的边坡稳定分析提供理论支撑。
2025年05期 v.46;No.280 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：99 ] - 陈铮;胡杰;游自强;郑宇;郑丹璐;沈乐怡;陈景烨;王趁义;
磷是有害藻华爆发的限制性因子。目前除磷较多使用的是镧基锁磷剂，但存在用量大、淤泥多、沉下去的磷仍会伺机溶出等缺点，无法达到理想的除磷效果。本文使用轻质漂浮矿物浮石作为载体，利用氯化镧(LaCl_3·6H_2O)改性制备一种不产生底泥的镧/浮石复合除磷材料(LPC)，探讨了环境pH、LaCl_3·6H_2O浓度、LPC投加量、水样pH、反应温度以及共存离子对磷酸盐去除效果的影响，对浮石和LPC进行SEM和XRF表征，并通过吸附动力学、吸附等温方程探讨其吸附机理。结果表明，LPC的最佳制备条件是pH为11,LaCl_3·6H_2O浓度为15g/L，此时最佳吸附量为0.18 mg/g，最大去除率89.79%。LPC的最佳水处理条件为水温20℃，pH为7，在200 mL河道污水中投加6 g LPC，此时去除率为87.38%。共存离子SO_4~(2-)和Cl~-对LPC的除磷效果几乎没影响，而HCO_3~-会阻碍LPC的吸附过程，当HCO_3~-浓度升高至4 mmol/L时，磷酸盐去除率由87.84%降至77.13%;准二级动力学模型和Langmuir模型能够较好地描述LPC对磷酸盐的吸附过程，LPC对河道污水中磷组分的吸附是以化学吸附为主，物理吸附为辅，属于吸热反应。
2025年05期 v.46;No.280 93-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：38 ] - 贾晓琪;李欣欣;宋海茂;夏郁美;任旭东;张秀艳;陈彪;
高纯氧化钪是一种重要的稀土氧化物，应用领域非常广泛，而杂质含量对其使用性能有一定的影响，高效、准确分析其杂质元素的含量至关重要。近年来，辉光放电质谱仪(GD-MS)已被成功运用于高纯氧化物中杂质的测定，本研究首先对高纯氧化钪质控样品中34种杂质元素进行测试以校正仪器的相对灵敏度因子，采用校正后的仪器对高纯氧化钪样品中的34种杂质元素进行定量分析。最佳的实验条件为:放电电流为1.8 m A,Ar气流量为0.30 m L/min，预溅射时间设为40 min，样品直径5 mm。依据最佳实验方法对高纯氧化钪(纯度为99.99%)中34种杂质元素进行定量分析，结果表明，当杂质元素含量大于1μg/g时相对标准偏差(RSD,n=6)在5%以内，杂质元素含量不超过1μg/g时RSD(n=6)在10%以内。测试结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的检测结果基本一致，相对误差的绝对值均在30%以内，符合测试要求。
2025年05期 v.46;No.280 102-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：153 ]