- 李蒙南;韩洁;张大峰;刘宝忠;
由于电解水阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)过电位较高，增加了电解水制氢的整体能耗。故本实验采用热力学上有利的甲醇氧化反应(Methanol Oxidation Reaction, MOR)替代OER,尝试缓解OER对酸性电解水制氢的能耗制约。通过热解法制备了Pr_2O_3/RuO_2和Gd_2O_3/RuO_2催化剂，不仅能催化甲醇生成增值的甲酸(HCOOH),而且可以使MOR过程与析氢反应耦合，生成高纯的H_2。电化学分析测试表明，在含CH_3OH(2.5 mol·L~(-1))的H_2SO_4(0.5 mol·L~(-1))电解质溶液中，电流密度达到10 mA·cm~(-2)时，Pr_2O_3/RuO_2和Gd_2O_3/RuO_2的极化电位分别为1.208 V和1.191 V,远低于纯RuO_2的1.40 V。对产物分析发现，在转移电子数约为200 C时，Pr_2O_3/RuO_2和Gd_2O_3/RuO_2产生甲酸的电流效率分别为51.4%和54.7%。上述结果表明，甲醇选择性氧化制甲酸反应对酸性OER过程展现出了极具潜力的替代价值，能够显著降低电解水制氢的成本。
2022年05期 v.43;No.262 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 899K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：285 ] - 王志伟;刘琦;张立森;周芳;黄素华;冯健;池汝安;
为实现风化壳淋积型稀土尾矿固废与液废的双向回收再利用，考察了改性风化壳淋积型稀土尾矿吸附回收稀土离子的可行性。探讨了硫酸、盐酸及二者混酸作为改性剂时，酸浓度、液固比、改性时间及改性温度对改性尾矿吸附性能的影响。优化改性条件为：改性剂为10%硫酸，液固比40∶1,改性温度为90℃,改性时间为3 h。与原尾矿相比，改性尾矿对La~(3+)及Y~(3+)的吸附量分别由0.00480 mmol·g~(-1)和0.00515 mmol·g~(-1)提升至0.0161 mmol·g~(-1)和0.0188 mmol·g~(-1)。通过测试改性前后矿石的SEM和BET发现，硫酸改性使尾矿矿石层间结构更为松散，比表面积增大，从而增大了对稀土离子的吸附量。
2022年05期 v.43;No.262 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 520K] [引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：177 ] - 郜鹏畅;区晓琳;陈志彪;
以福建省连城县文坊稀土废弃矿区为研究对象，并以周围未开采区为对照，对其0～100 cm的土壤和地表水体的环境特征进行分析，探讨离子吸附型稀土开采对土壤和水体的影响。结果表明，全氮和有机碳含量偏高，土壤中铵态氮、硝态氮含量远高于未开采区，铵态氮是氮化物的主要存在形式；地表水体的NH~+_4-N、NO~-_2-N、NO~-_3-N、SO■含量均高于对照区水体，NH~+_4含量接近国家地表水环境质量标准(GB 3838-2002)中Ⅲ类水限值；矿区土壤铵态氮、全氮和有机碳含量随着土壤加深而减少，硝态氮变化趋势相反。研究认为，虽经过多年淋失，但土壤和地表水体各项环境质量指标仍偏高，存在生态风险，本研究可为离子吸附型稀土废弃矿区环境修复提供参考。
2022年05期 v.43;No.262 19-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 355K] [引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：369 ] - 贾鹏;郝伟;柳召刚;李帅;胡艳宏;冯福山;吴锦绣;
以L-组氨酸、氯化镧、氢氧化钠等为原料合成了组氨酸镧，经过元素分析、红外分析、热重分析一系列表征，最终确定产物的分子式为LaCl_3(His)_3·1.5H_2O。并将制备好的组氨酸镧添加到天然橡胶中炼胶，采用无转子硫化仪测试其硫化特性。结果发现，在三种硫化体系下，与空白胶料相比，添加组氨酸镧后的胶料T10均发生了延长，这表明组氨酸镧可以起到很好的预防焦烧的效果，保证了焦烧的安全性。而工艺正硫化时间则有所缩短，意味着硫化速率的加快。而后通过分析热硫化阶段曲线的斜率、计算加硫指数CRI进一步分析了组氨酸镧对橡胶硫化速率的影响。结果表明，在三种硫化体系下，与空白胶料相比，加入组氨酸镧后的天然橡胶热硫化阶段曲线的斜率值和CRI均明显上升。说明组氨酸镧可以提高天然橡胶的硫化速率。
2022年05期 v.43;No.262 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：212 ] - 程娟;慕利娟;郭亚茹;金培育;张英德;戴默涵;刘翠兰;黄焦宏;张建平;
采用工业纯原料，利用中频感应炉制备La_(0.8)Ce_(0.2)Fe_(11.45)Mn_(0.25)Si_(1.3)铸锭，在高纯氩气保护下退火后淬火。铸锭磨成粉末并装入热压炉模具中热压成型，热压温度选取723 K,873 K,1023 K及1173 K,压力30 MPa,保压时间30 min。热压样品切成薄片并饱和渗氢，测试材料结构、微观组织及磁热性能。实验结果表明，块状样品及热压样品均形成NaZn_(13)结构相。与块状样品相比，热压样品的磁热效应均低于块状样品，但随着热压温度的提高，样品的磁热效应逐渐增大。在1.5 T磁场、1173 K温度下，热压样品性能最高，最大磁熵变ΔS_M为10.87 J/(kg·K),体积熵变为66.80 kJ/(m~3·K),最大绝热温变ΔT_(ad)为2.4 K,能够满足室温磁制冷机的应用。
2022年05期 v.43;No.262 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 413K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：95 ] - 李晓伟;安胜利;李雍;韩沛;霍文霞;范秀风;
通过固相烧结法将微量稀土元素Pr掺杂到(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.93)Ba_(0.07)TiO_3铁电陶瓷中，对其相结构、微观形貌、储能行为及介电行为进行了研究。稀土元素Pr的掺杂极大地提升了储能密度及储能效率。掺杂量为0.02 mol时陶瓷在场强92 kV/cm下最大有效储能密度达到1.49 J/cm~3,储能效率达到63.19%,同时显示了良好的高温铁电特性。并获得了较大的介电常数2250,且保持稳定。拥有这些优异性能的无铅铁电陶瓷(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.91)Pr_(0.02)Ba_(0.07)TiO_3有望成为未来储能应用的候选者。
2022年05期 v.43;No.262 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 420K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：289 ] - 刘鹏;胡艳宏;唐茂;孙德贇;胡泽;柳召刚;吴锦绣;
使用Vienna从头算模拟程序包VASP代码，采用广义梯度近似(GGA)方法执行密度泛函(DFT)计算。赝势上使用PBE、PBEsol、PW91泛函对晶胞结构进行优化，计算电子态密度(DOS)和分波态密度(PDOS);利用平面波的截断能(ENCUT)、布里渊区的K点取值及费米能级附近的分数占据轨道SIGMA值进行了收敛性测试，找到适合计算Ce_2(CO_3)_3·8H_2O的相关计算参数。
2022年05期 v.43;No.262 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：403 ] - 孟繁敏;聂逢君;吴德海;严兆彬;曲晓梅;张成勇;陈梦雅;张鑫;
辽西地区的五指山-虹螺山多金属成矿带上分布有大量的花岗岩侵入体，杜杖子岩体位于成矿带中段，岩石类型为黑云母二长花岗岩。为厘定岩体的形成时代、构造环境和对成矿的影响，对黑云母二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩相学和主微量元素研究。研究结果表明，杜杖子岩体成岩年龄为168.5 Ma±0.24 Ma,时代属中侏罗世。岩石具富Si、Al、Na、K,贫Mg、Ca特征，属于岩浆晚期高分异形成的铝质-过铝质高钾钙碱性I型花岗岩。轻稀土富集，重稀土亏损，轻重稀土分馏较大，大离子亲石元素Rb、Ba和K富集，高场强元素Nb、Ta、Zr亏损，铕呈轻微负异常。结合区域构造事件认为，古太平洋板块向华北克拉通东部俯冲形成幔源岩浆，幔源岩浆底侵为地壳发生部分熔融提供热量，且与熔融的壳源岩浆混合，岩浆物质成分由中性逐渐向酸性过渡。受岩浆分异程度、酸度和碱度的制约，富含矿质的热液在岩浆期后结晶分异形成Au、Cu-Pb、Zn-Mo成矿系列，矿液通过岩浆上拱造成的围岩裂隙带上升、减压、降温，当达到合适的条件时，矿质析出富集成矿。
2022年05期 v.43;No.262 58-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：222 ] - 张子军;瞿亮;严城民;王长兵;伍荣林;凡心飞;郎维雄;倪光清;
经调查评价，滇西岔河稀土矿成矿母岩为印支期S型花岗岩，属于离子吸附型矿床。矿区为浅剥蚀的中山地貌区，树枝状水系发育、山脊具明显走向。矿体受控于地形地貌，呈似层状产出，自山脊向山谷倾斜。在矿体厚度变化系数和品位变化系数方面有3组数据：平行山脊为24.09%、25.09%,垂直山脊、坡度较缓时为71.32%、33.90%,垂直山脊、坡度较陡时为109.66%、34.56%。平行山脊方面，稀土矿体厚度变化系数和品位变化系数较小，可视为矿体走向。垂直山脊方面，稀土矿体厚度变化系数较大，而品位变化系数较小，可视为矿体倾向。据相关规范，矿区勘查类型属Ⅱ类。根据稀土矿勘查类型、厚度变化系数、品位变化系数、地形地貌特征，将探求预测的内蕴经济资源量(334)的勘查间距确定为平行山脊640 m,垂直山脊一般为280 m。岔河稀土矿确定勘查间距的方法可为同类矿床地质勘查提供参考。
2022年05期 v.43;No.262 76-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：195 ] - 李强;刘雁江;魏威;金海龙;郭春雷;王维维;
在结合矿石分布与系统布点、取样的基础上，通过元素分析结果与地球化学、统计学等研究方法相结合，以白云鄂博矿床东矿体内现存各类型矿石为研究目标，开展了多方面的研究，发现当前采场内东矿体深部稀土最重要的矿石类型有：霓石型、萤石型和白云石型3大类共5种矿石类型；总体而言，铁矿石中稀土含量较非铁矿石要高，在白云石型与云母型矿石中REO与Fe有较为明显的正相关性；矿体中LREE、HREE分异程度较大，镧、铈、镨、钕四种元素的氧化物含量占稀土氧化物总量的93%以上，是最主要的REE元素种类；配分结果显示，矿体中LREE分馏程度高且较为富集，HREE显著亏损；各类型矿石中REE显现明显的负铕异常，与学术界中“热液叠加、多次交代”的成矿观点相吻合。本研究过程系统阐述了东矿体深部各类型矿石中的REE分布与配分模式，为进一步揭示白云鄂博矿床成因和综合利用深部稀土资源提供了一定的科学依据和理论基础。
2022年05期 v.43;No.262 86-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K] [引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：495 ] - 李通;罗新宇;陈子然;
采用真空电弧熔炼和退火的方法制备了电池负极用La_(0.35)Y_(0.65)Ni_(3.5)Mn_(0.2)Al_(0.1)储氢合金，研究了退火温度对储氢合金微观结构与电化学性能的影响。结果表明，随着退火温度从1173 K增加至1373 K,储氢合金中Ce_5Co_(19)相丰度先增大后减小，Ce_2Ni_7相和LaNi_5相逐渐转变成LaNi_3相，Ce_2Ni_7相在退火温度大于等于1273 K时消失；储氢合金在退火温度为1273 K时具有最正的腐蚀电位和最小的腐蚀电流密度，此时储氢合金的容量保持率S_(100)为89.95%、最大放电容量C_(max)为385.5 mAh/g,储氢合金电极的循环稳定性与电极表面耐腐蚀性能有关；随着退火温度从1173 K增加至1373 K,储氢合金的HRD_(900)和D_0都表现为先增加后减小的趋势，在退火温度1273 K时取得最大值，储氢合金的高倍率放电性能与氢原子在基体中的扩散速率正相关；La_(0.35)Y_(0.65)Ni_(3.5)Mn_(0.2)Al_(0.1)储氢合金适宜的退火温度为1273 K。
2022年05期 v.43;No.262 93-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K] [引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：253 ] - 张磊;敖敦格日乐;何佳;张海霞;薛康;石磊;鲍秀珍;周涛;韩永平;栾江宁;丁铁柱;
以Al_2O_3作为单晶衬底，采用激光脉冲溅射技术(PLD)制备了四种不同衬底温度的STO/YSZ/GDC(SrTiO_3/8 mol%Y_2O_3∶ZrO_2/Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(2-δ))超晶格电解质。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜生长特性进行表征，利用频阻抗/材料分析仪测试了STO/YSZ/GDC超晶格电解质的电学特性。结果表明，当衬底温度为750℃时，STO/YSZ/GDC超晶格电解质表面平整，晶粒排列紧密，薄膜整体结晶良好；STO、YSZ和GDC都沿(111)取向择优生长。随着衬底温度的提高，晶粒尺寸减小，克服的势垒降低，活化能变小，电导率增大。
2022年05期 v.43;No.262 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：100 ] - 任磊;张泽宁;杨吉春;富晓阳;刘香军;王军;张芳;
首先利用Thermo-Calc软件计算了含氮、铈高强度海洋平台用钢A517Gr.Q析出相的理论组成，其次研究了氮对含铈实验钢组织及性能的优化效果。结果表明，含氮实验钢中有大量弥散分布的Nb(C,N),在实验钢中Ce和Nb、V、C、N发生交互作用，钉扎在奥氏体晶界，在奥氏体向铁素体转变时这些析出相可以阻止铁素体晶粒长大，使得相变后的组织细化，从而可以得到晶粒细小而均匀的组织，并最终使得实验钢的强度和韧性提高。经测试，增氮后的实验钢抗拉强度提升了15.2%,屈服强度提升了18.1%,冲击吸收功提升了6.9%。
2022年05期 v.43;No.262 109-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：109 ] - 马涛;张向鹏;王红霞;高建中;张安国;
设计Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金(x=0, 1.1%, 1.6%, 2.3%, 4.6%,质量分数),对应的RE/Zn原子比分别为：不含Zn、1∶1、2∶1、3∶1和4∶1,通过改变RE/Zn比值来调控固溶态Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金中LPSO相和共晶相的体积分数，探明固溶处理过程中层片状的LPSO相的调控及形成机理，改善合金的综合力学性能。通过OM、SEM、TEM以及室温拉伸实验，研究不同RE/Zn比值对铸造Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明，在未加Zn时，铸态合金组织由α-Mg、Mg_5RE和富稀土相组成，随着Zn的加入Mg_5RE相转化为(MgZn)_3RE相，且第二相的体积分数显著提高。对铸态合金固溶处理后，不含Zn的合金第二相完全溶于基体，而随着Zn含量增加，晶界处残余的共晶相逐渐增加，并在晶粒内形成层片状的LPSO结构相，当RE/Zn原子比为3∶1时，合金室温屈服强度、抗拉强度和伸长率分别122 MPa、228 MPa和14.0%,此时具有最佳的综合力学性能。
2022年05期 v.43;No.262 116-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：94 ]