稀土
17种稀土元素用途
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17种稀土元素用途稀土元素是指化学元素周期表中的镧(La)、铈(Ce)、钕(Pr)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钆(Sc)、钪(Y)、铼(Re)。
稀土元素广泛应用于不同领域,以下是它们的主要用途:1.光电材料:稀土元素在光学薄膜、液晶显示器、荧光材料、激光器、LED等领域具有重要作用。
钆、铽、铒等元素用于制备荧光粉,使荧光产品发光。
2.电池:钕铁硼磁体可以用于电动车辆、混合动力汽车、风力发电机、电动工具等高效电动设备。
3.医药:钆、铽、铕、铒等元素被用于核磁共振成像(MRI)和磁性顺磁探针,帮助诊断和治疗各种疾病。
4.环保:稀土催化剂在汽车尾气净化、工业废气处理、油气回收等环保技术中起到重要作用。
5.航空航天:稀土元素被广泛应用于制造航空发动机、导弹、卫星等高科技产品。
6.磁性材料:稀土元素在磁性材料中具有重要作用。
钆、铽、钇等元素用于制造永磁材料,如钕铁硼磁体。
7.钢铁冶金:稀土元素可用于制备稀土镁合金,用作铸造和冶金工业中的添加剂,提高金属耐腐蚀性和强度。
8.钢铁材料:稀土钪、稀土镱和稀土铕等元素可用来改变钢铁的组织和性能,提高钢铁的硬度和耐磨性。
9.电子产品:稀土元素用于制作陶瓷电容器、独立电容电阻器、集成电路等电子元器件。
10.照明:稀土元素可用于制造荧光灯、气体放电灯、导航灯等照明器材。
11.玻璃和陶瓷:稀土元素用于制造高透光玻璃、彩色玻璃和陶瓷材料。
12.高温超导体:稀土铽化合物用于高温超导体材料,可应用于核磁共振成像、磁悬浮列车等领域。
13.印刷和涂料:稀土元素被用于制作防伪印刷油墨、金属涂层等。
14.电视机:稀土元素用于制作彩色显像管,提高图像质量。
15.烟花焰火:稀土元素可用于制作烟花的火焰颜色。
16.核能:稀土元素在核燃料生产中具有重要作用,如铀浓缩、核反应堆控制等。
17.金属合金:稀土元素在制备镍合金、铬合金等金属合金中被广泛应用,提高合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
我国稀土元素的种类
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稀土元素是元素周期表中的一组化学元素,由于其独特的物理和化学性质,被广泛应用于高科技领域。
在我国,稀土元素的种类繁多,主要有以下几种:
1. 铈元素:铈是一种银白色的稀土金属,在空气中容易氧化。
铈元素在军事领域中被用于制造导弹和火箭推进器,因为它能够在高温和高压下保持稳定。
此外,铈元素也被用于医疗领域,如放射性治疗和心脏起搏器的制造。
2. 钕元素:钕是一种灰黑色的稀土金属,具有高磁性和良好的延展性。
它被广泛应用于磁性材料和磁力存储设备中,如硬盘和磁盘驱动器。
此外,钕元素也被用于荧光灯和激光器的制造。
3. 钐元素:钐是一种灰白色的稀土金属,具有高熔点和良好的电导性。
钐元素在电子领域被用于制造晶体管、太阳能电池板和其他高科技产品。
此外,钐元素也被用于治疗某些癌症的药物中。
4. 铕元素:铕是一种淡红色的稀土金属,具有特殊的原子结构和光谱特性。
它被广泛应用于光学材料、荧光材料和激光材料中,如激光二极管和荧光显示屏。
5. 钆元素:钆是一种灰色的稀土金属,具有高磁性和良好的电导性。
它被广泛应用于核磁共振成像(MRI)技术中,用于诊断疾病和评估健康状况。
除了以上几种稀土元素外,我国还有许多其他的稀土元素,如镧、镨、镝、铒等。
这些元素都具有独特的物理和化学性质,被广泛应用于高科技领域,如电子、通信、能源、医疗、航空航天等。
总之,我国稀土元素的种类繁多,涵盖了铈、钕、钐、铕、钆等多种稀土金属和氧化物。
这些元素具有独特的物理和化学性质,被广泛应用于高科技领域,为我国的高科技产业发展做出了重要贡献。
稀土的主要成分
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稀土的主要成分稀土是指自然界中存在的17种元素,它们分别是:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、霓(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)和锕(Ac)、镧(La)以及锔(Cm)。
稀土元素因其特殊的性质和稀有性质而得名。
稀土元素在自然界中并不稀有,但它们分布较为分散,难以提取和分离,因此得名为稀土。
稀土元素具有丰富的化学性质和特殊的磁性、光学性质,广泛应用于电子、材料、化工等领域。
在稀土元素中,最常见的是镧和铈。
镧属于稀土的第一族,是最早被发现的稀土元素之一。
铈是稀土元素中含量最大的元素,常用于制造催化剂、优质玻璃和光学镜片。
稀土元素的其他成员,如钕、钐、铕等,也具有各自独特的特性和应用。
稀土元素在现代技术和工业中发挥着重要的作用。
例如,它们被广泛用于制造高性能磁体和永磁材料。
由于稀土元素具有很高的磁滞系数和磁导率,使之成为制造强大磁场的理想选择。
磁体和永磁材料被广泛应用于电机、发电机、传感器等领域。
稀土元素还被用于制造高温超导材料,这些材料在低温下具有极低的电阻,用于制造超导电缆和磁体。
此外,稀土元素还被应用于光学、光纤通信、显示器、核能和催化剂等领域。
稀土元素的化合物常用于制造荧光材料,用于涂料、塑料和玻璃的加色剂。
光纤通信中的稀土元素能够发射特定波长的光信号,用于光纤放大器和激光器。
稀土元素还可以用于触摸屏、LED显示器和电视等显示技术中。
在核能产业中,稀土元素用于制造核燃料和核反应堆材料。
而在催化剂中,稀土元素的化合物常用于催化裂化、氧化还原和有机化学反应中,具有高效催化作用。
尽管稀土元素的应用广泛,但稀土资源的开采和提取仍然是一个挑战。
稀土元素的提取和分离工艺涉及高成本和环境影响,且全球稀土资源分布不均匀。
中华人民共和国是全球最大的稀土生产国,其稀土资源储量约占全球的70%以上。
然而,近年来,国际社会对于稀土的供应和价格问题越来越重视,并在寻求新的稀土资源开发和利用途径。
稀土简介
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稀土行业整合,形成战国七雄的局 面
稀土行业的七雄格局已经形成:包钢稀土、广 晟有色、厦门钨业、赣州矿业、中色建、中铝 公司、五矿集团。 广晟有色、赣州矿业独占南方离子型中重稀土 资源开采大权。
稀土产品分类
政府稀土政策
稀土计划性采,管控稀土出口: 2003年中国政府对稀土实行配额制 2005年, 中国政府取消了稀土出口退税,压缩了出 口配额企业名额。 2006年4月,中国国土资源部停止发放稀土矿开采 许可证 2006年11月,中国政府还对稀土和硅铁等商品加征 了出口关税。 2011年6月30日前,原则上暂停受理新的钨矿、锑 矿和稀土矿勘查、开采登记申请。 2013年6月,江西稀土行业整顿检查
稀土冶炼
稀土精矿的分解
通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物, 经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧等工序,制成各种混合 稀土化合物 稀土元素的分离(用草酸作为沉淀剂) 混合稀土化合物中,分离提取出单一纯稀土元素:(1)分步 法(分级结晶法、分级沉淀法和氧化还原法);(2)离子 交换法;(3)溶剂萃取法。 稀土金属的制备 稀土氧化物(除钐、铕、镱及铥的氧化物外)为原料用一般 冶金方法很难还原成单一金属(1)熔盐电解法(2)真空热 还原法(3)氟化物的钙热法(4)氯化物的锂热法
稀土简介
粟冰冰
稀土
稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15 种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc) 和钇(Y)共17 种元素的氧化物。
稀土可以分为轻稀土和重稀土
轻稀土包括:镧、铈、鐠、銣、钷、钐、 铕、钆( gá )。
重稀土包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥、钪。
稀土主要分布在中国、俄罗斯、美国、澳大 利亚、印度,中国的稀土储量世界第一
稀土
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产地:具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床。
最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海。
此外,斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床。
独居石的生产近几年呈下降趋势,主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性,对环境有害。
氟碳铈矿化学成分性质:(Ce,La)[CO3]F。
机械混入物有SiO2、Al2O3、P2O5。
氟碳铈矿易溶于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。
晶体结构及形态:六方晶系。
复三方双锥晶类。
晶体呈六方柱状或板状。
细粒状集合体。
物理性质:黄色、红褐色、浅绿或褐色。
玻璃光泽、油脂光泽,条痕呈白色、黄色,透明至半透明。
硬度4~4.5,性脆,比重4.72~5.12,有时具放射性、具弱磁性。
在薄片中透明,在透射光下无色或淡黄色,在阴极射线下不发光。
生成状态:产于稀有金属碳酸岩中;花岗岩及花岗伟晶岩中;与花岗正长岩有关的石英脉中;石英─铁锰碳酸盐岩脉中;砂矿中。
用途:它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。
铈族元素可用于制作合金,提高金属的弹性、韧性和强度,是制作喷气式飞机、导弹、发动机及耐热机械的重要零件。
亦可用作防辐射线的防护外壳等。
此外,铈族元素还用于制作各种有色玻璃。
截止到2011年12月,已发现的最大的氟碳铈矿位于中国内蒙古的白云鄂博矿,作为开采铁矿的副产品,它和独居石一道被开采出来,其稀土氧化物平均含量为5~6%。
品位最高的工业氟碳铈矿矿床是美国加利福尼亚州的芒廷帕斯矿,这是世界上唯一以开采稀土为主的氟碳铈矿。
磷钇矿化学成分及性质:Y[PO4]。
成分中Y2O361.4%,P2O538.6%。
有钇族稀土元素混入,其中以镱、铒、镝、钆为主。
尚有锆、铀、钍等元素代替钇,同时伴随有硅代替磷。
一般来说,磷钇矿中铀的含量大于钍。
磷钇矿化学性质稳定。
晶体结构及形态:四方晶系、复四方双锥晶类、呈粒状及块状。
物理性质:黄色、红褐色,有时呈黄绿色,亦呈棕色或淡褐色。
稀土是什么
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稀土是什么
稀土(RareEarth),是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。
自然界中有250种稀土矿。
因为18世纪发现的稀土矿物较少,当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物,历史上习惯地把这种氧化物称为“土”,因而得名稀土。
由于稀土具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
近年来,随着科技的进步和应用技术的不断突破,稀土的价值也越来越大。
稀土 百度百科
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稀土百科名片日本是稀土的主要使用国,目前中国出口的稀土数量居全球之首稀土作为许多重大武器系统的关键材料,美国几乎都需从中国进口(某些程度上是战略的储备)。
稀土是中国最丰富的战略资源,它是很多高精尖产业所必不可少原料,中国有不少战略资源如铁矿等贫乏,但稀土资源却非常丰富。
在当前,资源是一个国家的宝贵财富,也是发展中国家维护自身权益,对抗大国强权的重要武器。
中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说:“中东有石油,我们有稀土。
”稀土是一组同时具有电、磁、光、以及生物等多种特性的新型功能材料, 是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业, 如农业、化工、建材等起着重要作用。
稀土用途广泛, 可以使用稀土的功能材料种类繁多, 正在形成一个规模宏大的高技术产业群, 有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。
有“工业维生素”的美称。
编辑本段稀土用途在军事方面稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。
在冶金工业方面稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
关于稀土的认识与研究
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关于稀土的认识与研究稀土,又称稀土元素,是指镧系元素和第三族元素中的17种化学元素的集合。
稀土元素包括镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、铽(Gd)、钪(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)、镥(Sc)、钪(Nd)和钐(Gd)。
稀土元素在自然界中分布稀少,不同的稀土元素在地壳中的丰度不同,但总体来说都是极低的,因此被称为稀土。
稀土具有独特的物理和化学性质,因此在众多领域具有广泛的应用价值。
稀土元素可以应用于电子、光学、磁学、催化剂、材料科学、生物医药和环境保护等众多领域。
在电子领域,稀土元素的磁性和电子结构特性使其成为重要的电子材料。
在电子设备中,稀土元素可以被用于制造发光二极管(LED)、场发射显示器(FED)和薄膜电晶体管(TFT)等。
其中,LED是现代照明技术的重要组成部分,发光二极管中的稀土元素可以使其具有不同颜色的发光效果,实现各种应用需求。
在光学领域,稀土元素的能级结构使其在激光器领域具有独特的应用价值。
稀土元素的激光材料可以用于制造激光器、光纤放大器和光纤通信等。
其中,钕铝石榴石(Nd:YAG)激光器是应用最广泛的激光器之一,它具有高功率、高效率和短脉冲宽度等特点,被广泛应用于材料加工、医学和科学研究等领域。
在催化剂领域,稀土元素的离子激活效应使其具有良好的催化性能。
稀土元素的催化剂可以用于加氢、氧化、裂解和析出等化学反应。
利用稀土催化剂可以降低反应温度、提高反应速率和选择性,实现对有机物和无机物的有效转化。
在材料科学领域,稀土元素可以用于制备各种高性能的材料。
稀土元素的磁性和光学性质使其成为磁性材料、光学材料和电子材料的重要组成部分。
此外,稀土元素还可以用于制备永磁材料、高温超导材料和磁性流体等。
在生物医药领域,稀土元素的荧光性质使其成为生物标记和成像的重要工具。
稀土元素的荧光标记可以用于细胞实验、分子生物学和医学影像等。
稀土基本知识
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稀土基本知识目录一、稀土概述 (3)1.1 稀土的定义与分类 (4)1.2 稀土在元素周期表中的位置 (5)1.3 稀土元素的性质与应用 (5)二、稀土元素简介 (6)2.1 镧系元素 (9)2.2 铽系元素 (10)2.3 钇系元素 (11)2.4 铌系元素 (12)2.5 钼系元素 (13)三、稀土矿床类型及特点 (14)3.1 水源型矿床 (15)3.2 磁性地层型矿床 (17)3.3 热液型矿床 (18)3.4 混合型矿床 (19)四、稀土提取工艺 (20)4.1 重选法 (21)4.2 浮选法 (22)4.3 磁选法 (23)4.4 电选法 (25)4.5 化学选矿法 (26)五、稀土金属的制备 (27)5.1 熔炼法 (28)5.2 合金化法 (29)5.3 离子交换法 (30)5.4 湿法冶金法 (31)六、稀土材料及其应用 (32)6.1 稀土永磁材料 (33)6.2 稀土发光材料 (34)6.3 稀土催化材料 (36)6.4 稀土储氢材料 (37)七、稀土在高科技领域的应用 (38)7.1 稀土在信息技术中的应用 (39)7.2 稀土在新能源、环保领域的应用 (40)7.3 稀土在生物医学、农业领域的应用 (41)八、稀土资源保护与可持续发展 (42)8.1 稀土资源的现状与面临的问题 (43)8.2 稀土资源的保护和合理利用 (44)8.3 稀土产业的绿色转型与可持续发展 (45)一、稀土概述也称为镧系元素和钇族元素,包括17种化学元素:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、钇(Y)、镱(Yb)和镥(Lu)。
这些元素在自然界中通常以矿石的形式存在,如独居石、氟碳铈矿等。
稀土元素在地壳中的分布不均,但在某些地区,如中国、美国和印度,它们的储量相对丰富。
稀土元素具有独特的物理和化学性质,如荧光性、磁性、催化活性和电导性等,这使得它们在许多高科技领域具有重要的应用价值。
稀土基本知识
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稀土基本知识目录1. 什么是稀土 (2)1.1 稀土元素的定义 (3)1.2 稀土元素的化学性质 (3)1.3 稀土元素的物理性质 (4)1.4 稀土元素的分布和来源 (6)2. 稀土元素的分类 (7)2.1 扫描dium期的稀土元素 (7)2.2 十六种稀土元素 (8)2.3 其他与稀土元素相关的元素 (9)3. 稀土元素的用途 (11)3.1 电子工业 (12)3.2 磁性材料 (13)3.3 催化剂 (14)3.4 玻璃和陶瓷 (16)4. 稀土元素的开采和加工 (17)4.1 稀土矿的种类和分布 (18)4.2 稀土元素的提取工艺 (19)4.3 稀土元素的精炼工艺 (20)5. 稀土元素的环保问题 (21)5.1 开采和加工过程的污染问题 (23)5.2 稀土元素在环境中的蓄积和迁移 (24)5.3 稀土元素的资源利用和回收利用 (26)6. 稀土元素的未来发展 (26)6.1 新兴应用领域 (27)6.2 资源利用的创新和技术发展 (29)1. 什么是稀土全称是非常稀有土元素,是一种用于各个高科技领域至关重要的资源。
它们是元素周期表上17种金属元素中的一类,包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和锕系元素钍和钚。
由于它们的化学特性相似,这些元素通常一起加工和利用。
稀土之所以得名略具误导性,是因为它们在自然界中并不完全稀缺。
其名称来源于它们最初被发现的难以提取的特性,随着科技的进步和提取技术的优化,稀土元素的供应变得相对丰富。
它们在工业上也扮演着关键角色,尤其是在现代化技术中,如光电、永磁、储能、显示技术以及电子、汽车和航空航天等领域。
在环境和技术领域,稀土也因其对地球生态系统的潜在影响而备受关注。
商业生产稀土通常涉及高耗能流程和可能导致环境污染的活动,这促使研发者和制造商寻找更加可持续和环保的稀土提取与处理方式。
稀土不但是现代工业和技术的核心材料,也是可持续发展和环境保护工作中需要考虑的一个关键因素。
稀土知识点大全
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稀土知识点大全稀土是指具有特殊性质和广泛应用价值的一组化学元素。
它们在现代科技和工业领域中起着至关重要的作用。
本文将逐步介绍一些与稀土相关的知识点。
一、稀土的发现与命名稀土元素最早在18世纪末被科学家们发现。
由于它们在自然界中分布较稀少,因此被命名为“稀土”。
稀土一共有17个元素,包括镧系和钆系两个系列。
它们分别是:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)以及钪(Sc)、钡(Ba)、铷(Rb)、钯(Y)。
二、稀土的特性与应用稀土元素具有独特的化学和物理性质,使得它们在众多领域中得到广泛应用。
1.磁性材料稀土元素具有良好的磁性,能够制备出强磁性材料。
这些磁性材料被广泛应用于电机、发电机、计算机硬盘驱动器、声音设备等多个领域。
2.光学材料稀土元素在光学材料中有着重要的作用。
它们能够发出特定波长的光,对于激光器、光纤通信等领域非常关键。
3.催化剂稀土元素在化学催化剂中扮演重要角色。
它们能够加速化学反应速率,提高工业生产效率。
稀土催化剂广泛应用于石油加工、化学合成等领域。
4.环境保护稀土元素在环境保护方面也具有重要意义。
它们在废水处理、脱硫、脱氮等环境治理技术中发挥着重要作用。
5.新能源材料稀土元素在新能源材料领域具有潜力。
它们能够应用于太阳能电池、燃料电池等新能源技术中,提高能源利用效率。
三、稀土资源与开发利用稀土资源在全球分布不均,主要集中在中国、澳大利亚、美国等少数国家。
中国是全球稀土产量最大的国家,几乎占据了全球稀土市场的主导地位。
稀土资源的开发利用面临着一些挑战。
首先,稀土开采对环境造成一定的污染。
其次,稀土的提取和分离工艺相对复杂,需要高耗能和高成本。
为了解决这些问题,各国都在积极研究和开发新的稀土资源和替代技术。
同时,通过加强国际合作,共同推动稀土资源可持续开发利用。
稀土
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稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(Rare Earth)。
简称稀土(RE或R)。
分类:1)轻稀土(又称铈组):镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。
2)重稀土(又称钇组):铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。
铈组与钇组之别,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇比例多的而得名。
稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。
它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
铈(Ce) "铈"这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星--谷神星。
铈的广泛应用:(1)铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。
不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。
从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国约1000多吨.(2)目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。
(3)硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中,可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。
目前领先的是法国罗纳普朗克公司。
稀土
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稀土(rareearths.RE)是镧系及钪、钇共17种元素的总称。
稀土有许多优异的性能和特殊的使用效果,这与它们的电子结构和性质有关,由于稀土原子的4f亚层结构不同,又使各稀土元素具有不同的价态变化、络合能力、光学性质等。
因此其应用范围十分广泛【1]。
我国稀土储备量达3700万吨,占世界总量的76%,是稀土资源最多的国家,随着稀土在农业(稀土化肥)及现代生物医学上的应用日益扩展,稀土元素正广泛地进入环境,并通过食物链进入人体,稀土元素是否为人体必需元素目前并不清楚,因此稀土对环境、生态和人体健康的影响,以及近期和远期的生物学效应也越来越引起人们的关注。
近年来,国内外用遗传毒理检测方法对稀土元素进行研究,对稀土的生物安全性进行了讨论,以期为进一步开发和利用稀土资源提供依据【2】。
1稀土元素在自然界的分布稀土元素广泛存在于环境中,在地壳中的总丰度为195g/t(ppm),为常见元素zn和sn丰度的5倍。
土壤中稀土元素的含量为0.019 ̄0.02%,平均含量约为0.015%,可溶态稀土元素为其总含量的10%以下我国为农业大国,而且稀土元素储备量丰富,因此,稀土元素在被大量用于农业生产中,,作为生长调节剂和化肥添加剂用于种植业,作为饲(饵)料添加剂用于畜、禽、鱼等养殖业,随着稀土元素农用的不断扩大,特别是稀土化肥的大量施用,使用稀土元素饵料的鱼塘取其底泥肥田,将有越来越多的稀土元素进入环境(土壤)、生物链和食物链。
2稀土的吸收、分布及排出[4】2.1稀土进入人体的途径稀土进人人体的途径有口、呼吸道、皮肤注射。
稀土离子经消化道被吸收的很少,但容易进入擦破的皮肤。
稀土离子经皮下和肌肉注射,稀土离子无机盐的形式被吸收较缓慢,而以稀土离子配合物形式能很快被吸收。
稀土元素可经呼吸道进入人体,这种方式比静脉和腹腔注射慢。
这是因为稀土元素颗粒首先要沉积在呼吸道和肺组织中,并随淋巴液、淋巴结到达各器官。
2.2稀土元素在体内的分布稀土元素进入体内后,一般先积聚在肝、骨、脾等器官组织中,若经消化道进入体内则先进入肝,然后再由肝进入其它组织器官。
稀土是什么

稀土是什么/稀土分类/稀土资源分布/稀土应用领域【文章简介】稀土是什么/稀土分类/稀土资源分布/稀土应用领域,稀土(Rare Earth,RE)指化学元素周期表中的镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系密切相关的——钪(Sc)和钇(Y),共17种元素。
世界稀土资源主要集中在中国、独联体、美国、澳大利亚、印度、加拿大、南非、巴西、马来西亚、斯里兰卡、埃及等国家。
稀土被成为“工业味精”,因为微量的稀土就能极大的改变金属及非金属材料的性能,同时也被称为战略资源,在科技领域和国防建设方面有着重要的作用。
从09年下半年开始,稀土行业出台了一系列产业政策——〈2009-2015年稀土工业发展规划〉修订稿、内蒙古拟建立稀土储备政策、稀土指令性生产计划等,以及2010年以来颁布的稀土出口配额和生产指令性计划等,均不同程度的引起稀土相关个股的波动。
而今年的2月3日工信部组织召开了稀土行业准入条件研讨会对《〈稀土行业准入条件〉讨论稿》进行了讨论,因此我们预计《稀土行业准入条件》可能会在近期出台,同时去年《〈2009-2015年稀土工业发展规划〉修订稿》由于各种原因未能按时推出,我们预计也有可能在今年出台。
稀土行业的政策密集出台,已经引起了投资者的关注,那么中国稀土的现状是什么样的,行业发展的未来方向是怎样的,国家的宏观调控又会起到什么样的作用,相关的上市公司又面临怎样的发展机遇,我们的这篇文章试图对以上问题做一个回答。
高纯稀土氧化物150 99.99150480 99.9480 99.91504500 99.99 15045002500 99.99 800 99.958004200800 99.99 450020040/g事项:2010年7月8日国家商务部下达今年第二批稀土一般贸易出口配额,总量为7976吨,较2010年的第一批稀土一般贸易出口配额减少8329吨;较2009年的第二批稀土一般贸易出口配额减少8291吨。
17种稀土用途一览
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17种稀土用途一览稀土是指分布较广但含量较低的稀有金属元素的总称,它们在现代工业中广泛应用。
以下是17种稀土的用途一览:1.锂电池:稀土元素(如镧、钕、镨、钐)在锂电池的正极和负极材料中被广泛使用,提高了电池的能量密度和循环寿命。
2.涡轮增压器:稀土元素(如钇、铈)被用作制造涡轮增压器的陶瓷材料,能够耐受高温和高压环境,提高发动机的功率和燃油效率。
3.高温合金:稀土元素(如钨、钼)被用作高温合金的添加剂,增强了合金的耐热性能,使其适用于航空航天、航海等高温环境下的应用。
4.磁性材料:稀土元素(如钕、镨、铕、铽)是制造高性能永磁材料的重要成分,被广泛应用于电机、发电机、电动汽车等领域。
5.液晶显示器:稀土元素(如铽)被用作液晶显示器中的荧光物质,能够发光和改变颜色,实现显示效果。
6.白色LED:稀土元素(如镓、铱)在白色LED的制造中起到了关键作用,能够发出可见光,提供照明效果。
7.光纤通信:稀土元素(如铒、钐、铽)在光纤通信设备中用作掺杂剂,实现光信号的放大和调制。
8.氧化催化剂:稀土元素(如钡、钪)被用作汽车尾气净化催化剂的成分,能够催化氧化有害物质,减少大气污染。
9.太阳能电池:稀土元素(如镧、铈)在太阳能电池的材料中被添加,提高了电池的光吸收性能和转换效率。
10.医疗器械:稀土元素(如钇、镧、铕)被用作医疗器械的成分,如核磁共振成像(MRI)的磁体、X射线荧光屏等。
11.防弹材料:稀土元素(如钍)在防弹材料中被添加,能够吸收和分散子弹的能量,提高防护性能。
12.能源节约灯:稀土元素(如镧、铒)被用作能源节约灯(如荧光灯、高压钠灯)的荧光粉,发出可见光实现照明效果。
13.密封材料:稀土元素(如钇、钡)被用作密封材料,如钡钛酸铅陶瓷材料,具有压电和介电性能,广泛应用于声波器件、传感器等领域。
14.核能技术:稀土元素(如镧、钐)被用于核反应堆的燃料制备、辐射防护、储存等方面。
15.火箭发动机:稀土元素(如钆)被用作火箭发动机的润滑材料,能够在极端条件下提供有效的润滑和保护。
17种稀土元素
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17种稀土元素稀土元素是指周期表中的15个镧系元素和2个铯系元素,它们具有相似的化学性质和特殊的物理性质。
稀土元素在许多领域都有广泛的应用,包括电子技术、磁性材料、催化剂、光学材料等。
下面将分别介绍这17种稀土元素及其应用。
1. 镧(La):镧是稀土元素中最常见的元素之一,主要用于制备镧系合金和光学玻璃。
它还可以用于石油催化裂化催化剂、金属氢化物电池等。
2. 铈(Ce):铈在催化剂、储氢合金、磁性材料等方面有重要应用。
此外,铈还可以用于制备光学玻璃、陶瓷材料等。
3. 镨(Pr):镨主要应用于制备镨系合金和磁性材料。
它还可以用于石油催化裂化催化剂、光学玻璃等。
4. 钕(Nd):钕是稀土元素中最常见的元素之一,主要应用于制备磁性材料,如永磁材料。
此外,钕还可以用于制备玻璃、陶瓷材料等。
5. 钐(Sm):钐主要用于制备钐系合金和磁性材料。
它还可以用于制备储氢合金、光学玻璃等。
6. 铕(Eu):铕主要用于制备光学材料和荧光材料。
它还可以用于制备磁性材料、储氢合金等。
7. 钆(Gd):钆主要应用于制备磁性材料和核反应堆材料。
它还可以用于制备光学玻璃、陶瓷材料等。
8. 铽(Tb):铽主要用于制备磁性材料和荧光材料。
它还可以用于制备光学玻璃、陶瓷材料等。
9. 镝(Dy):镝主要应用于制备磁性材料和液晶显示器。
它还可以用于制备光学玻璃、陶瓷材料等。
10. 铒(Er):铒主要用于制备光学玻璃和激光材料。
它还可以用于制备磁性材料、陶瓷材料等。
11. 铥(Tm):铥主要用于制备激光材料和光学玻璃。
它还可以用于制备磁性材料、陶瓷材料等。
12. 镱(Yb):镱主要用于制备激光材料和光学玻璃。
它还可以用于制备磁性材料、陶瓷材料等。
13. 镥(Lu):镥主要用于制备光学玻璃和激光材料。
它还可以用于制备磁性材料、陶瓷材料等。
14. 铯(Cs):铯是稀土元素中唯一的两个铯系元素之一,主要应用于制备光电器件和光学玻璃。
此外,铯还可以用于制备磁性材料、催化剂等。
稀土简介演示
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稀土元素的分类
轻稀土元素
包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)和铕 (Eu)等。它们往往具有磁性、光学和催化等特性。
重稀土元素
包括钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱 (Yb)和镥(Lu)等。它们主要在磁性材料、荧光粉和高温超导等领域有广泛 应用。
04
稀土产业的现状与
未来
全球稀土产业现状
资源分布不均
全球稀土资源主要分布在 中国、澳大利亚、美国等 国家,其中中国拥有最丰 富的稀土资源。
产业链完善
全球稀土产业包括采矿、 选矿、冶炼、加工等环节 ,形成完整的产业链。
技术应用广泛
稀土元素在高科技领域应 用广泛,如电子、通讯、 航空航天、国防等领域。
稀土资源的开采与提炼
开采技术
稀土资源的开采主要采用露天开采和地下开采两种方式。 露天开采适用于矿体较浅的地区,而地下开采则适用于深 部矿藏。
提炼工艺
稀土元素的提炼主要包括选矿、浸出、分离和纯化等工序 。通过这些工序,可以从稀土矿石中提取出高纯度的稀土 元素产品。
环境保护
在稀土资源的开采和提炼过程中,需要采取一系列环境保 护措施,如减少废水排放、降低能耗、提高资源利用率等 ,以实现绿色、可持续的稀土产业发展。
各国稀土储量
中国是世界上最大的稀土储量国,占据了全球总储量的很大 一部分。澳大利亚、美国、俄罗斯等国家也有较多的稀土储 量,但相对于中国而言较少。
中国稀土资源分布
稀土资源地域分布
中国的稀土资源主要分布在内蒙古、江西、四川、广东等省份。这些地区的稀土矿藏丰富,品质较高 。
稀土资源类型
中国的稀土资源主要分为轻稀土和重稀土两类。轻稀土主要分布在内蒙古白云鄂博地区,而重稀土则 主要分布在南方地区,如江西、广东等。
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稀土金属配合物发光性能研究进展及应用刘红梅。
,贾丹丹,宋爱君,牛少莉(河北科技师范学院化学系,河北昌黎066600)摘要:稀土金属配合物因镧系离子独特的电子结构而成为一类具有特殊性能的发光材料,有着重要的理论意义及应用价值。
本文简要介绍了稀土与配体间的能量传递机制,并综述了稀土金属配合物发光及其应用研究的新进展。
关键词:配合物;能量传递;发光;应用;稀土稀土元素的显著特点是大多数稀土离子含有能级相近且未充满的4f电子,并且4f电子处于原子结构的内层,受到5s25p6电子对外场的屏蔽,因此其配位场效应较小。
这种特殊的电子构型,使其不仅在光、电、磁等方面具有独特的性质,而且具有丰富的电子能级和长寿命的激发态,它们的能级跃迁达20万余次,可以产生多种多样的辐射,构成广泛的发光和激光材料,被誉为新材料的宝库[1’2】。
我国稀土资源丰富,约占世界已探明储量的80%以上,居世界之首。
而且矿物种类最多,稀土组分最全,深入开展稀土化合物的应用研究对于我国把稀土资源优势转化为经济技术优势起着十分重要的作用。
由于稀土离子本身的独特结构和性质,使其与适当有机配体配合后,所发出的荧光兼有稀土离子发光强度高、颜色纯正和有机化合物所需激发能量低、荧光效率高等优点。
近年来,人们对稀土配合物的发光性能研究表现出浓厚的兴趣,大量有关稀土发光现象的研究在不同领域内展开[3卅。
本文从光致发光稀土配合物的发光机制、稀土配合物的配体等几方面,对其发光性质的研究及应用做一综合性阐述。
1 稀土配合物的发光机制由于稀土离子的f-f跃迁属于禁戒跃迁,因此在可见和紫外区域表现出很弱的吸收,单一稀士离子的发光相对较弱。
但当稀土离子与有机配体配合得到稀土配合物时,由于有机配体在紫外区常常有较大的吸收,并通过有效的分子内能量传递过程将其激发态的能量传递给稀土离子的发射能级,从而极大地提高了稀土离子的特征发射,即所谓的天线(antenna)效应。
Crosby等[7’8]对稀土配合物发光进行大量研究之后,解释了其发光机制,证实这些配合物的荧光发射是配体激发态的电子能级与金属离子4f能级间的分子内能量传递产生的,并不是稀土离子直接激发引起的。
具体发光过程为:配合物分子内的有机配体吸收激发光能量,引起配体分子由单重态so跃迁到单重激发态S。
中的一个振动能级,单重激发态的寿命很短,很快便经系间窜跃到亚稳的三重态T,再由最低激发三重态T。
将能量传递给稀土离子的各振动能级,此时,稀土离子的基态电子受激发跃迁到激发态,当电子从激发态回到基态时,便发射各离子的特征荧光(图1)。
稀土离子的跃迁几率取决于配体三重态能级与稀土离子收稿日期:2006—11—02;修订日期:2006—12—01作者简介:刘红梅(1968一),女,河北秦皇岛人,硕士研究生,讲师;研究方向:稀土配位化学*通讯联系人(E—mail:fllhmm71@sohu.eom)增刊刘红梅等稀土金属配合物发光性能研究进展及应用受激态能级之间的匹配程度。
胡继明等[9]根据文献实验总结出部分稀土离子配合物发光过程的一些原则:(1)配体的三重态能级必须高于稀土离子的受激态能级才能发生能量传递;(2)配体的三重态能级远高于稀土离子的最低发射能级时,也不能进行能量的有效传递;(3)若两者能量差值太小,配体三重态热去活化率大于稀土离子的能量传递效率,致使荧光效率发射减弱。
2光致发光稀土配合物的配体图2给出有机配体电子跃迁[10]示意图。
各电子能级高低顺序为:8<JI<n<JI。
<8’。
它们的跃迁类型有3种:(1)8—8。
跃迁。
此类跃迁的吸收波长小于150 nm。
由于这种跃迁所需能量较高,因此艿电子不易被激发。
(2)n—JI’跃迁。
此类跃迁主要是有机化合物分子中杂原子上未成键P电子的电子跃迁,这种跃迁的吸光度较小,一般e<100,处于R区。
(3)JI—JI。
跃迁。
此跃迁主要为不饱和双键(如>C=C<)上JI电子的跃迁。
这种跃迁在所有有机化合物中的吸光度最大,一般£>104,处于K区。
因此大多数光致发光稀土配合物均属于这一类。
已研究过的稀土光致发光配合物的配体主要有:各种类型的p.二酮:直链的、具有吡酮环的和环状的;芳香环化合物:芳香羧酸、稠环芳烃及其衍生物;杂环化合物中有联吡啶(Dipy)、邻菲罗啉(phen) 及其衍生物、8.羟基喹啉和吲哚等衍生物;中性配体有三苯基氧膦(TPPO)、二烷基亚砜、吡啶氮氧化物;大环类有大环聚醚、大环多酮、卟啉类、酞菁类和多烯化合物、聚酰胺以及聚醚醚酮等。
3稀土配合物发光的研究进展稀土金属离子具有发光量子产率高、谱带尖锐的优良光性能引起了各国学者的极大兴趣。
早在40年代,美国的Weissman开始涉足稀土离子与有机配体的荧光性能及其分子内能量传递。
在这20年后由于激光光谱的出现,人们对有关稀土化合物的光谱和光物理行为相继开展研究工作[1卜”]。
Crosby[143在1966年发表了有关稀土有机配合物发光现象的综述;Sinha[15]在1971年发表了有关稀土螯合物的发光和激光行为的综述;1984年,Hor—rock和Albin[16’17]发表了关于配位化学和生物化学领域的稀土发光现象的综述,并阐述了其在生物分子领域中的应用。
在国内,苏锵[18|,李文连[1 9|,杨燕生[驯,苏庆德[21|,王林同[引,袁晓玲[231等分别从不同的角度给出过稀土配合物发光及其应用的综述。
3.1稀土有机羧酸类配合物的发光研究随着生命科学日新月异的发展,蛋白质氨基酸与稀土相互作用成为人们所关注的问题。
a.氨基酸具有重要的生理作用,稀土元素则有其独特的物理化学性质,因此稀土氨基酸固体配体物的研究,既具有理论意义又具有实用价值,其合成和性质研究在国内外已有许多报道幽'253,其应用研究也日益增多。
而与稀土氨基酸配合物具有相似之处的稀土有机羧酸(主要是含芳香环)类配合物,因其对稀土生物大分子结构探测、抑菌作用‰]等功能研究有着直接的指导作用,其发光也成为人们研究的重点。
到目前为止,人们已经合成了多种稀土氨基酸配合物,涉及的氨基酸达18种。
12 中国稀土学报24卷羧酸类的配体一般为芳香羧酸,如邻苯二甲酸、水杨酸等。
由于芳香环具有较大的共轭的刚性平面,以及它可以通过羧基氧与稀土离子配位,因而形成的稀土配合物具有较好的发光性及稳定性。
羧酸类的配合物当加入其他不发光稀土离子时也有共荧光效应。
3.2稀土p.二酮类配合物的发光研究8一二酮是目前研究比较广泛的配体,它与稀土离子有很强的配位能力及对光的高的吸收系数,因此作为稀土离子跃迁的优良配体。
在稀土一B一二酮配合物中存在配体到中心离子(特别是到Eu3+,%3+等离子)的高效能量传递,从而这类配合物具有很高的发光效率。
且由B一二酮和另一配体与稀土离子形成的三元配合物较二元配合物具有更高的发光效率。
因此,自60年代以来,稀土.p.二酮类配合物一直是人们研究稀土有机配合物发光和能量传递过程的重要对象[27,2s]。
B一二酮与镧系离子形成稳定的六元环,直接吸收光并有效地传递能量。
p.二酮与稀土离子配合物的通式表示为式中RE为Eu3+,%3+等稀土离子。
取代基R的特性对稀土离子发光有重要影响。
R。
为强电子给予体时,发光效率明显提高。
并有噻吩>萘>苯> CH,的影响次序。
R2为一CF,基团时敏化效果最强,原因在于F的电负性高,可导致金属.氧键成为离子键。
因而一些含一CF,基团的脂肪烃类p.二酮也可螯合稀土离子而发光。
几种p.二酮的名称和结构式列于表1。
3.3稀土超分子配合物的发光研究多核镧系配合物和穴状镧系配合物,即人们所谓的发光镧系超分子(配体间通过静电、氢键和分子间力等作用形成了特殊的配位环境的一类镧系配合物),是目前配合物光化学的前沿课题。
发光镧系超分子将镧系离子激发态能级跃迁的优点和配体宽吸收带有效传能的特点结合起来,从而成为理想的发光体。
近年来,以联吡啶(或邻菲咯啉)作为结构单元的配位色团,建构包含多个联吡啶(或邻菲咯啉)的穴状配体,配位能力适中,色团在紫外区具有强吸收,且能有效地传递能量,是优良的Anten.na效应配体。
并且人们发现芳香氮氧化物能有效地敏化镧系离子发光。
镧系多联吡啶氧化物穴状超分子结构,不仅发光效率高,而且氮氧基团的存在使这类超分子可用于生物工程应用研究中[29’303。
3.4稀土有机高(大)分子配合物的发光研究稀土离子发光量子产率高、谱带尖锐,作为激光光源工作物质,其有机高分子配合物的发光研究一直经久不衰。
80年代初,美国纽约大学的Okamoto教授[31]较早地发表了这方面的文章。
近年来作为功能材料以及在生物、医学、聚合物的结构形态及分子间(内)的能量传递等方面的应用,稀土.聚合物(大分子)体系研究更是愈来愈引起化学家、材料学家的重视。
稀土有机高分子配合物的制备方法主要有以下途径[32]:(1)稀土与高分子链上含有配位基的高分子配体配位。
此类配位基主要有B一二酮、羧酸、磺酸、卟啉、吡啶、冠醚基及穴醚基等。
配位基与稀土形成新配位体,配位体再进行自聚合或加入另外的单体进行共聚合,从而得到均聚高分子和共聚高分子;(2)将均聚或共聚高分子溶于溶剂中,加入相应的稀土化合物,利用稀土离子的配位能力和离子键合能力,在一定条件下制得含稀土的均聚或共聚物。
Okamoto等发现以上两种方法得到的均聚物体系的荧光性能均随稀土离子含量的增加而呈线性增长。
增刊刘红梅等稀土金属配合物发光性能研究进展及应用13 此外,还有多核稀土配合物、稀土大环混配型配合物、无机,有机稀土配合物杂化等方向的稀土发光研究,使稀土配合物的发光研究达到很广的范围。
4稀土配合物发光的应用由于稀土配合物荧光具有Stokes位移大、发射现状光谱、激发和发射波长理想、荧光寿命长、荧光稳定、受外界影响小等特性,使其在实际应用中有重要而且广泛的价值,尤其是具有优良发光特性的Eu3+,Tb3+。
以下概括总结发光稀土配合物的几个方面应用。
4.1稀土功能材料近年来,作为功能材料,稀土发光配合物广泛应用于各种材料方面。
4.1.1 防伪材料由三价稀土离子如Eu3+,Tb3+,Sm3+,Gd3+,Dy3+,Er3+等的p一二酮配合物与特定的树脂、传导性试剂在合适溶剂中制成流体,这种流体可作为荧光防伪材料用于光特征识别系统、防伪商标、有价证券、条形码标签、邮政及人民币的隐性标记,还可以制成发光涂料或各种显示材料等[3豇343。
4.1.2三基色荧光及彩色显示材料含稀土LIl3+,,Ib3+及Eu2+的高分子配合物在紫外光激发下可分别发出红、绿、蓝三色的荧光,可把它们制成三基色复合高分子或塑料型荧光照明灯、彩色显示器件,如可发射红、绿和蓝光的有机玻璃,用作发光的广告牌等。