稀土元素PPT课件
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稀土元素的光谱特征ppt课件
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
c.谱带的范围较广 在近紫外、可见光和近红外都能得到
稀土离子的光谱。 Sc,Y,La,Lu三价离子是封闭壳层，从
基态跃迁至激发态所需能量较高，因而 它们在 200-1000nm范围内无吸收，无 色。
在稀土离子可能存在的组态中，4fn是 能量最低的组态，因此在光谱性质的研究 中也是最重要的。
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
2.能级图
三价稀土离子的4fn组态能级见下图。各能级均
以光谱支项表示。图中数值是从中性原子或离子的发
4fn→4fn-15d1跃迁强度较大。 摩尔消光系数 Є＝50-800 l/molcm。 稀土离子（III）的4fn → 4fn-15d1
跃迁吸收带一般出现在紫外光区。 并具有以下 特点：
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
X103cm-1
24 22
3P2
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16
14 12
10
1G4
8 6
33FF34
3F2
4
3H6
2
3H5
3H4 Pr
4G7/2 4G5/2
5D3 5D2
5D1 5D0
5D3 5D4
6F11/2 6F9/2 6F7/2 6H15/2 6H13/2 6H11/2 6H9/2 6H7/2 6H5/2
稀土发光材料PPT课件
撤去激发源后，荧光立即停止。
三、稀土发光材料的优点
•发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳； •吸收激发能量的能力强，转换效率高； •荧光寿命从纳秒跨越到毫秒6个数量级，磷光最长 达十多个小时 •材料的物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束 ，高能射线和强紫外光的作用等
被激发的物质在切断激发源后仍能继续发光， 这种发光现象称为磷光。
2 阴极射线发光材料
彩电显像管和计算机显示器使用的稀 土发光材料属阴极射线发光材料。
目前彩管中红粉普遍使用的是铕激活的硫氧化钇Y2O2S:Eu 磷光体，粒度6-8μm，计算机显示器要求发光材料提供高亮 度、高对比度和清晰度，其红粉也采用Y2O2S:Eu,但Eu含量要 高一些，绿粉为TB3+激活的稀土硫氧化物Y2O2S:Tb，Dy及 Gd2O2S:Tb，Dy高效绿色荧光体，粒度为4-6μm。大屏幕投影 电影红粉也为Y2O2S:Eu，绿粉为Tb激活的稀土发光材料如： 钇铝石榴石YAG:Tb和钇铝稼石榴石YAGG:Tb，大屏幕投影电视 因需要高电流密度激发，外屏温度高，要求发光材料能量转 换效率尽可能高，温度淬灭特性好，亮度与电流呈线性关系 ，电流饱和特性好，且性能稳定。投影电视用荧光粉每年可 消费数吨稀土氧化物。
物质发光现象大致分为两类：一类是物质受 热，产生热辐射而发光；另一类是物体受激发吸 收能量而跃迁至激发态(非稳定态)在返回到基态 的过程中，以光的形式放出能量。
目录
一、稀土元素 二、稀土发光材料的发光原理 三、稀土发光材料的优点 四、稀土发光材料的应用 五、我国稀土发光材料生产现状 六、结束语
三、稀土发光材料的优点
目录
一、稀土元素 二、稀土发光材料的发光原理 三、稀土发光材料的优点 四、稀土发光材料的重要应用 五、我国稀土发光材料生产现状 六、结束语
三、稀土发光材料的优点
•发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳； •吸收激发能量的能力强，转换效率高； •荧光寿命从纳秒跨越到毫秒6个数量级，磷光最长 达十多个小时 •材料的物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束 ，高能射线和强紫外光的作用等
被激发的物质在切断激发源后仍能继续发光， 这种发光现象称为磷光。
2 阴极射线发光材料
彩电显像管和计算机显示器使用的稀 土发光材料属阴极射线发光材料。
目前彩管中红粉普遍使用的是铕激活的硫氧化钇Y2O2S:Eu 磷光体，粒度6-8μm，计算机显示器要求发光材料提供高亮 度、高对比度和清晰度，其红粉也采用Y2O2S:Eu,但Eu含量要 高一些，绿粉为TB3+激活的稀土硫氧化物Y2O2S:Tb，Dy及 Gd2O2S:Tb，Dy高效绿色荧光体，粒度为4-6μm。大屏幕投影 电影红粉也为Y2O2S:Eu，绿粉为Tb激活的稀土发光材料如： 钇铝石榴石YAG:Tb和钇铝稼石榴石YAGG:Tb，大屏幕投影电视 因需要高电流密度激发，外屏温度高，要求发光材料能量转 换效率尽可能高，温度淬灭特性好，亮度与电流呈线性关系 ，电流饱和特性好，且性能稳定。投影电视用荧光粉每年可 消费数吨稀土氧化物。
物质发光现象大致分为两类：一类是物质受 热，产生热辐射而发光；另一类是物体受激发吸 收能量而跃迁至激发态(非稳定态)在返回到基态 的过程中，以光的形式放出能量。
目录
一、稀土元素 二、稀土发光材料的发光原理 三、稀土发光材料的优点 四、稀土发光材料的应用 五、我国稀土发光材料生产现状 六、结束语
三、稀土发光材料的优点
目录
一、稀土元素 二、稀土发光材料的发光原理 三、稀土发光材料的优点 四、稀土发光材料的重要应用 五、我国稀土发光材料生产现状 六、结束语
稀土资源的综合利用幻灯片PPT
3、稀土元素的研究与应用
3.3 稀土元素对钢机械性能的影响
提高钢的抗疲劳性 如 25MnTiB 钢 的 脉 动 弯 曲 疲 劳 平 均 寿 命 提 高 2.27 倍；55SiMnVB钢的低频疲劳寿命提高46%，高频 疲劳寿命提高80%；Cr15SiMn钢使8206型推力轴 承的接触疲劳寿命提高59.1%。
3.5 稀土元素在高新技术产业上的研究与应用
稀土永磁材料
(1) 从电能转换为机械能方面的应用。这是最广泛 的, 其中有各种类型的永磁发动机。 (2) 从机械能转换成电能方面。此种功能的元件应 用于传感器、拾音器、发动机的转速计和医疗核磁 共振扫描仪。 (3) 用于直接利用磁铁的吸力和斥力制造的设备。 如磁选机、起重磁铁、磁制动器等。 (4) 用于行波管、速调管、磁控管等离子束和电子 束偏转效应元件; 转速表、速度表、电流表、电压 表等计测装置
1、稀土金属属性
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)。
根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质， 以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产 生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组： 轻稀土（又称铈组）包括：镧、铈、镨、钕、钷、 钐、铕、钆；重稀土（又称钇组）包括：铽、镝、 钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。
2、世界稀土资源分布
高中化学稀土元素竞赛课件.ppt
3、 卤化物 F－：LnF3 在3M HNO3 中仍沉淀（鉴定方法），
其它卤化物易溶；
Ln2O3 + 6NH4Cl 300C → 2 LnCl3 + 3H2O + 6NH3 Ln3＋ 也易水解，所以其结晶水盐加热脱水时需
加条件。
LnCl3 + H2O ≒ LnOCl + 2HCl LnCl3·nH2O 欲脱水要采用 低温抽真空；通
二、氧化态，+3常见态
少数的有+2价，但在溶液中有很强的还原性，如Sm2 ＋、Eu2+、Yb2＋
少数的有+4价，但在溶液中有很强的氧化性，如Ce4＋、 Pr4＋、Tb4＋
至于为什么有少数的例外价态，与该离子的水合热等 多种因素有关；另一主要原因是离子的f亚层全满、 半满、全空最稳定有关：Eu2＋ (4f 7)、Yb2＋(4f 14)、 Ce4＋(4 f 0)、Tb4＋(4f 7)
HCl 加NH4Cl一起加热。
4、 硫酸盐 常含结晶水，Ln2(SO4)3·8H2O，溶解度随升
温而降低；加MI2SO4可成复，盐，但化 学式与常规的不同：
xLn2(SO4)3·y MI2SO4·zH2O x:y:z = 1:1:2 或 1:1:4
Ln2(SO4)3·8H2O → Ln2(SO4)3 → Ln2O2SO4 + 2SO2 + O2
（二）、+4价，有Ce4＋、Pr4＋、Tb4＋其中 Ce 4f15d16s2 ―-4e→ 4f 0 全空 Ce4+ 相对稳定 Tb 4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ96s2 ―-4e→ 4f 7 半满 Tb4+
Ce4+ + H2O ―→ CeO2·H2O↓ PH＝0.7～1.0 时就沉淀 ，而其它Ln3+ 必须在PH
稀土元素ppt课件
稀土元素
2
先来欣赏几张图片
3
4
镧
镧的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、 磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、 各种合金材料等。镧也应用到制备许多有机化工产品的催化剂 中，光转换农用薄膜也用到镧，在国外，科学家把镧对作物的 作用赋与“超级钙”的美称。
氯 化 镧 粉 末
化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。
8
铈可作催化剂金 耐 高 热 ︐ 可 以 用 来 制 造 喷 气 推 进 器 零 10 件
镨
★镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制 成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯 正、淡雅。 ★用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永 磁材料，其抗氧性能和机械性能明显提高，可加工成各种形状 的磁体。广泛应用于各类电子器件和马达上。 ★用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子 筛中制备石油裂化催化剂，可提高催化剂的活性、选择性和稳 定性。我国70年代开始投入工业使用，用量不断增大。 ★镨还可用于磨料抛光。另外，镨在光纤领域的用途也越来越 广。 11
17
钐钴磁体元件
18
19
铕
氧化铕大部分用于荧光粉。Eu3+用于红色荧光粉的激活剂，
Eu2+用于蓝色荧光粉。现在Y2O2S：Eu3+是发光效率、涂
敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉。再加上对提高发光效率 和对比度等技术的改进，故正在被广泛应用。近年氧化铕还用 于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。氧化铕还可用 于制造有色镜片和光学滤光片，用于磁泡贮存器件，在原子反 应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料中也能一展身手。
钷 造为 放核 射反 性应 元堆 素生 产 的 人
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镧
镧的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、 磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、 各种合金材料等。镧也应用到制备许多有机化工产品的催化剂 中，光转换农用薄膜也用到镧，在国外，科学家把镧对作物的 作用赋与“超级钙”的美称。
氯 化 镧 粉 末
化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。
8
铈可作催化剂金 耐 高 热 ︐ 可 以 用 来 制 造 喷 气 推 进 器 零 10 件
镨
★镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制 成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯 正、淡雅。 ★用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永 磁材料，其抗氧性能和机械性能明显提高，可加工成各种形状 的磁体。广泛应用于各类电子器件和马达上。 ★用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子 筛中制备石油裂化催化剂，可提高催化剂的活性、选择性和稳 定性。我国70年代开始投入工业使用，用量不断增大。 ★镨还可用于磨料抛光。另外，镨在光纤领域的用途也越来越 广。 11
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钐钴磁体元件
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铕
氧化铕大部分用于荧光粉。Eu3+用于红色荧光粉的激活剂，
Eu2+用于蓝色荧光粉。现在Y2O2S：Eu3+是发光效率、涂
敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉。再加上对提高发光效率 和对比度等技术的改进，故正在被广泛应用。近年氧化铕还用 于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。氧化铕还可用 于制造有色镜片和光学滤光片，用于磁泡贮存器件，在原子反 应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料中也能一展身手。
钷 造为 放核 射反 性应 元堆 素生 产 的 人
稀土元素(研)资料课件
稀土元素在高科技产业、新材料、 新能源等领域有广泛应用，全球 需求持续增长。
供需平衡状况
近年来，全球稀土元素供需状况 总体保持平衡，但未来随着新兴 产业的发展，需求还将继续增长。
市场价格波动
影响因素
稀土元素市场价格波动受多种因素影响，包 括全球供需状况、政策调整、技术进步等。
价格走势
近年来，稀土元素市场价格呈现波动上涨趋势，未 来随着需求的增长，价格仍有上涨空间。
溶剂萃取法
原理
利用不同物质在两种不混溶液体中的溶解度差异，将目标稀土元素从 一种溶剂转移到另一种溶剂中。
步骤
混合、搅拌、分离、回收。
优点
高效、选择性高、操作简便。
缺点
需要大量有机溶剂，可能产生环境污染。
离子交换法
原理 利用离子交换剂与溶液中的离子发生交 换反应，将目标稀土元素留在离子交换
剂上，从而实现分离。 优点
选择性。
润滑油
02
添加稀土元素可改善润滑油的性能，延长润滑油的使用寿命。
高分子合成
03
在合成高分子材料中加入稀土元素，可改善其热稳定性、光稳
定性和力学性能。
玻璃陶瓷
玻璃
添加稀土元素可改变玻璃的透光性、颜色和电学性能，制造出各 种特殊功能的玻璃。
陶瓷
在陶瓷材料中加入稀土元素，可改善其力学性能、热稳定性和电学 性能。
稀土元素(研)资料课 件
目录
CONTENTS
• 稀土元素简介 • 稀土元素提取技术 • 稀土元素在各领域的应用 • 稀土元素的环境影响 • 稀土元素的市场前景 • 我国稀土政策与法规
01 稀土元素简介
定义与特性
定义
稀土元素是指元素周期表中镧系元素 加上钪和钇共17种元素的总称。
供需平衡状况
近年来，全球稀土元素供需状况 总体保持平衡，但未来随着新兴 产业的发展，需求还将继续增长。
市场价格波动
影响因素
稀土元素市场价格波动受多种因素影响，包 括全球供需状况、政策调整、技术进步等。
价格走势
近年来，稀土元素市场价格呈现波动上涨趋势，未 来随着需求的增长，价格仍有上涨空间。
溶剂萃取法
原理
利用不同物质在两种不混溶液体中的溶解度差异，将目标稀土元素从 一种溶剂转移到另一种溶剂中。
步骤
混合、搅拌、分离、回收。
优点
高效、选择性高、操作简便。
缺点
需要大量有机溶剂，可能产生环境污染。
离子交换法
原理 利用离子交换剂与溶液中的离子发生交 换反应，将目标稀土元素留在离子交换
剂上，从而实现分离。 优点
选择性。
润滑油
02
添加稀土元素可改善润滑油的性能，延长润滑油的使用寿命。
高分子合成
03
在合成高分子材料中加入稀土元素，可改善其热稳定性、光稳
定性和力学性能。
玻璃陶瓷
玻璃
添加稀土元素可改变玻璃的透光性、颜色和电学性能，制造出各 种特殊功能的玻璃。
陶瓷
在陶瓷材料中加入稀土元素，可改善其力学性能、热稳定性和电学 性能。
稀土元素(研)资料课 件
目录
CONTENTS
• 稀土元素简介 • 稀土元素提取技术 • 稀土元素在各领域的应用 • 稀土元素的环境影响 • 稀土元素的市场前景 • 我国稀土政策与法规
01 稀土元素简介
定义与特性
定义
稀土元素是指元素周期表中镧系元素 加上钪和钇共17种元素的总称。
稀土元素-介绍PPT课件
稀土元素简介
.
1
一、稀土元素介绍 二、稀土元素的一般物理性质 三、稀土元素的非金属化合物 四、稀土元素与化合物的反应.源自2一、稀土元素介绍
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)。
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
.
12
.
13
.
14
.
15
性质： 镧系元素硫酸盐和硫酸铝相似，易溶于水，含结晶水
Ln2(SO4)3·xH2O；脱水时经历以下三步： Ln2(SO4)3·xH2O→ Ln2(SO4)3 →Ln2O2SO4 →Ln2O3
惰性气氛中也被氧化，形成三价氧化物。 二价稀土元素的氢氧化物Eu(OH)2可用10mol/L
NaOH和金属Eu反应制备;
Eu+3H2O → Eu(OH)2H2O+H2
.
10
.
11
（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐
稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解 度在10-5~10-7mol/L范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成 氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入略过量的 (NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
.
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1
一、稀土元素介绍 二、稀土元素的一般物理性质 三、稀土元素的非金属化合物 四、稀土元素与化合物的反应.源自2一、稀土元素介绍
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)。
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
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性质： 镧系元素硫酸盐和硫酸铝相似，易溶于水，含结晶水
Ln2(SO4)3·xH2O；脱水时经历以下三步： Ln2(SO4)3·xH2O→ Ln2(SO4)3 →Ln2O2SO4 →Ln2O3
惰性气氛中也被氧化，形成三价氧化物。 二价稀土元素的氢氧化物Eu(OH)2可用10mol/L
NaOH和金属Eu反应制备;
Eu+3H2O → Eu(OH)2H2O+H2
.
10
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11
（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐
稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解 度在10-5~10-7mol/L范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成 氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入略过量的 (NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
.
稀土元素介绍及其应用-PPT精品文档
陶瓷工业领域
• 稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中，减少釉和 破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶 瓷的颜料，由于稀土元素有未充满的4f电子， 可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区 不同波长的光，发射每种光区的范围小， 导致陶瓷的颜色更柔和、纯正，色调新颖， 光洁度好。如黄色、紫罗兰色、绿色、桃 红色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物 可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领 域)、耐高温坩埚(冶金)。
电光源工业领域
• 稀土作为荧光灯的发光材料，是节能性的 光源，特点是光效好、光色好、寿命长。 比白炽灯可节电75—80%。
冶金工业领域
• 稀土在冶金工业中应用量很大，约占稀土总用量的1/3。 稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小 的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，钢水中加入稀土， 可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用，改善钢的常、低温 韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性 和焊接件的牢固性。 • 稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂核对有害元素的 控制剂，提高铸件质量，对铸件的机械性能有很大改善， 主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。 • 在有色合金方面应用，对以有色金属为基的各种合金都 有良好的作用，改善合金的物理和机械性能。应用最多 的使铝、镁、铜三个系列。
• 稀土元素是现代高科技所必需的，从航空到核能， 都离不开稀土元素。我国是的稀土产量是世界第一， 约占世界总量的60％，但是由于我国的分离稀土的 技术、设备落后，成本高、而且只能分离出一部分。 于是我国只能出口廉价的矿石给日本、美国，却要 以高昂的价价格从他们那买回来必需的稀土元素。 我国一年进口的稀土元素所花的钱甚至比出口稀土 矿石所得到的钱还要多。 • 目前稀土元素的应用蓬勃发展，已扩展到科学技术 的各个方面，尤其现代一些新型功能性材料的研制 和应用，稀土元素已成为不可缺少的原料。
稀土元素在自然界的分异课件
揭示岩石形成过程
通过分析岩石中稀土元素与其他元素的关系 ，可以了解岩石的形成过程和地质环境。
油气勘探与矿产资源评价
预测油气资源和矿产资源
通过分析地层和岩石中稀土元素的含量和分布，可以预测油气资源和矿产资源的分布和 潜力。
评估资源开发利用价值
根据稀土元素在矿产资源中的含量和分布，可以评估资源开发利用的经济价值和可行性 。
稀土元素在自然界的分异课件
目录
• 稀土元素简介 • 稀土元素在自然界中的分布 • 稀土元素的分异过程 • 稀土元素的地质应用 • 环境影响与可持续发展 • 研究展望与未来趋势
01
稀土元素简介
定义与特性
定义
稀土元素是指元素周期表中原子 序数为57-71的15种镧系元素， 以及与镧系元素化学性质相近的 钪（Sc）和钇（Y）。
稀土元素在环保领域的应用前景
废水处理
利用稀土元素的吸附和催化作用 ，处理工业废水中的重金属离子 和有机污染物，降低环境污染。
大气治理
利用稀土元素的催化氧化作用， 处理大气中的氮氧化物和硫氧化
物等污染物，改善空气质量。
土壤修复
利用稀土元素的生物有效性，促 进土壤微生物的生长和繁殖，改
善土壤环境质量。
04
稀土元素的地质应用
地质年代学研究
确定岩石和矿物的形成年代
通过分析稀土元素在岩石和矿物中的含量和分布，可以推断出它们的形成时间和 地质历史。
揭示地球演化过程
通过研究不同地质年代的岩石和矿物中稀土元素的变化，可以了解地球的演化历 史和地质事件。
岩石与矿物研究
识别岩石类型和矿物成分
稀土元素在不同类型的岩石和矿物中的含量 和分布不同，因此可以用来鉴别岩石类型和 矿物成分。
稀土元素分析化学PPT课件
特性
稀土元素具有丰富的电子能级，可与 其他元素形成稳定的化合物，表现出 独特的物理和化学性质，如荧光、催 化、磁性等。
稀土元素在地壳中的分布
分布
稀土元素在地壳中分布广泛，但 相对集中于某些矿物中，如氟碳 铈矿、独居石等。
储量
全球稀土资源丰富，主要分布在 中国、美国、澳大利亚等国家。
稀土元素的重要应用
04
CATALOGUE
稀土元素的分析方法
质谱法
总结词
高灵敏度、高分辨率
详细描述
质谱法是一种通过测量样品离子质量和丰度来进行分析的方法。在稀土元素分析中，质 谱法具有高灵敏度和高分辨率的特点，能够准确地测定稀土元素的质量数，进而确定元
素组成。
原子吸收光谱法
总结词
高精度、低背景干扰
VS
详细描述
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁 的分析方法。通过测量特定波长的光被吸 收的程度，可以确定样品中目标元素的存 在和浓度。在稀土元素分析中，原子吸收 光谱法具有高精度和低背景干扰的优点， 能够准确测定稀土元素的含量。
稀土元素分析化学的定义与重要性
定义
稀土元素分析化学是研究稀土元素的性质、组成、结构和形态，以及它们在环 境、材料和生物体内的存在、迁移、转化和检测的科学。
重要性
稀土元素在高科技产业、新材料、新能源等领域具有广泛应用，因此准确测定 稀土元素的含量和分布对于科学研究、工业生产和环境保护具有重要意义。
稀土元素分析化学的主要方法
THANKS
感谢观看
分析准确度与精密度的提高
总结词
提高分析准确度与精密度是稀土元素 分析化学的重要挑战，有助于减小误 差和提高分析质量。
详细描述
随着分析技术的发展，稀土元素分析 化学将不断提高准确度和精密度，减 少误差和不确定性，提高分析质量， 以满足更严格的质量控制和检测要求 。
稀土元素具有丰富的电子能级，可与 其他元素形成稳定的化合物，表现出 独特的物理和化学性质，如荧光、催 化、磁性等。
稀土元素在地壳中的分布
分布
稀土元素在地壳中分布广泛，但 相对集中于某些矿物中，如氟碳 铈矿、独居石等。
储量
全球稀土资源丰富，主要分布在 中国、美国、澳大利亚等国家。
稀土元素的重要应用
04
CATALOGUE
稀土元素的分析方法
质谱法
总结词
高灵敏度、高分辨率
详细描述
质谱法是一种通过测量样品离子质量和丰度来进行分析的方法。在稀土元素分析中，质 谱法具有高灵敏度和高分辨率的特点，能够准确地测定稀土元素的质量数，进而确定元
素组成。
原子吸收光谱法
总结词
高精度、低背景干扰
VS
详细描述
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁 的分析方法。通过测量特定波长的光被吸 收的程度，可以确定样品中目标元素的存 在和浓度。在稀土元素分析中，原子吸收 光谱法具有高精度和低背景干扰的优点， 能够准确测定稀土元素的含量。
稀土元素分析化学的定义与重要性
定义
稀土元素分析化学是研究稀土元素的性质、组成、结构和形态，以及它们在环 境、材料和生物体内的存在、迁移、转化和检测的科学。
重要性
稀土元素在高科技产业、新材料、新能源等领域具有广泛应用，因此准确测定 稀土元素的含量和分布对于科学研究、工业生产和环境保护具有重要意义。
稀土元素分析化学的主要方法
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分析准确度与精密度的提高
总结词
提高分析准确度与精密度是稀土元素 分析化学的重要挑战，有助于减小误 差和提高分析质量。
详细描述
随着分析技术的发展，稀土元素分析 化学将不断提高准确度和精密度，减 少误差和不确定性，提高分析质量， 以满足更严格的质量控制和检测要求 。
稀土元素-PPT课件
→ 1/2Cl2
熔盐电解法
通过电流密度、电解槽温度及电解液组成等 条件控制，使电解在析出稀土金属的范围进行。 氧化物-氟化物熔盐体系的电解是利用稀土氧 化物溶解在氟化物（作为助熔剂）中电解，电解 时的反应为 ： 阴极 RE3+ + 3e→ RE
阳极
O 2- +
2O2+
C → CO
C
+
2e+ 4e-
土有机物，看来既安全又有益。 细胞有作用；对甲状腺结构变化有影响。 稀土杂多配合物显示出较强的抗 稀土是有效的杀菌物。稀土化合物在医药方面 ② 对内分泌系统作用 爱滋病毒活性及较低的细胞毒性，是 的应用显示其特点及优越性，对于改善药物的 目前为止发现的一种较好的抗爱滋病 性能、提高药效找到了新的途径。 ③ 对神经系统的作用 毒杂多配合物。
萃取
洗涤
反萃取
从稀土元素的电极反 应的标准电势值可知， 稀土金属非常活泼， 且稀土氧化物的生成 热很大，十分稳定， 制备纯金属比较困难， 通常采用熔盐电解法 和金属热还原法等。
镧系元素的标准电极电势 /V
熔盐电解法
用于制取大量混合稀土金属或单一稀土金属， 电解液：无水RECl3、助熔剂（NaCl或KCl）。 如果原料为混合的RECl3，电解产物为混合 稀土金属；如果原料为单一的RECl3，则电解产 物也是唯一的稀土金属。 有关的电极反应为： 阴极 阳极 RE3+ Cl+ 3e→RE + e-
稀 土 元 素 的 发 现
稀土金属是芬兰学者加多林 (Johan Gado1in)在1794年发现的。 当时在瑞典的矿石中发现了矿物 组成类似“土”状物而存在的钇 土，且又认为稀少，便定名为 (Baxe Earth)。
稀土元素化学(共10张PPT)
第7页，共10页。
2.稀土氧化物的性质
稀土氧化物除Ce,Pr,Tb外可用RE2O3通式表示，可通过灼烧氢氧化物、 RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的氢氧化物、 RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11，Tb4O7等化合物。
在封闭管中，将金属RE与S 按一定的比例混合，缓慢升温，然后保持在1000℃，即可得到RES. RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原子周围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE原子，即RE和S的配位数为6。
相应的盐，并放出硫化氢。 2.硫化物的熔点较高，RE2S3在熔点时有较高的蒸汽压，在高温时分解， 如Sm2S3与1800℃分解成Sm3S4和S，Y2S3在1700℃分解为Y5S7.
第6页，共10页。
（3）结构
RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原子周 围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE原子，即 RE和S的配位数为6。
（五）氧化物和氢氧化物
1.稀土氧化物的制备
稀土氧化物除Ce,Tb,Pr外可用RE2O3通式表示，它可通过灼烧氢 氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的灼 烧氢氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11和Tb4O7
等氧化合物
第5页，共10页。
Ce2S3 → Ce3S4→ CeS
混RE合N物遇加水热后稀到会1土缓0慢00中水~1解2E0并0u℃放S。出不氨气能： 用该法制备，但可用H2S和EuCl反应制得。
稀土氢氧化物是一种胶状沉淀，受热不稳定，高于200℃，则发生脱水反应生成REO(OH),温度高则会生成RE2O3。 REN遇水后会缓慢水解并放出氨气：
2.稀土氧化物的性质
稀土氧化物除Ce,Pr,Tb外可用RE2O3通式表示，可通过灼烧氢氧化物、 RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的氢氧化物、 RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11，Tb4O7等化合物。
在封闭管中，将金属RE与S 按一定的比例混合，缓慢升温，然后保持在1000℃，即可得到RES. RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原子周围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE原子，即RE和S的配位数为6。
相应的盐，并放出硫化氢。 2.硫化物的熔点较高，RE2S3在熔点时有较高的蒸汽压，在高温时分解， 如Sm2S3与1800℃分解成Sm3S4和S，Y2S3在1700℃分解为Y5S7.
第6页，共10页。
（3）结构
RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原子周 围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE原子，即 RE和S的配位数为6。
（五）氧化物和氢氧化物
1.稀土氧化物的制备
稀土氧化物除Ce,Tb,Pr外可用RE2O3通式表示，它可通过灼烧氢 氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的灼 烧氢氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11和Tb4O7
等氧化合物
第5页，共10页。
Ce2S3 → Ce3S4→ CeS
混RE合N物遇加水热后稀到会1土缓0慢00中水~1解2E0并0u℃放S。出不氨气能： 用该法制备，但可用H2S和EuCl反应制得。
稀土氢氧化物是一种胶状沉淀，受热不稳定，高于200℃，则发生脱水反应生成REO(OH),温度高则会生成RE2O3。 REN遇水后会缓慢水解并放出氨气：
稀土元素介绍PPT课件
La2(SO4)3+3Ba(BrO3)2 → RE(BrO3)3+3BaSO4↓
第11页/共18页
（五）、稀土元素的氢化物
第12页/共18页
(六)、稀土元素的硼化物
第13页/共18页
（七）、稀土元素的硫化物
第14页/共18页
四、稀土元素与化合物的反应
1、与水的反应 La+H2O→La(OH)3+H2↑
第5页/共18页
（一）、稀土元素的氧化物
一、二价稀土元素的氧化物 EuO（氧化铕）是一种暗红色的固体，它在干或湿空气 中均无明显
反应。EuO的制备，在Ta或Mo 容器中进行，温度800 -2000oC。 Eu2O3+Eu(La) → 3Eu(La)O
液N2中，在-33oC或更低温度下，令Yb与O2作用或在压下于200300oC使金属与O2反应可制备YbO。
第7页/共18页
（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐 稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解度在10-5~10-7mol/L
范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入 略过量的(NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
第8页/共18页
性质： 镧系元素硫酸 盐和 硫 酸 铝 相 似， 易 溶 于 水 ，含 结 晶 水 Ln2(S O 4)3·x H2O； 脱
水时经历以下三步： L n 2(S O4) 3·x H 2O → L n 2(S O4)3 →L n 2O2S O4 → L n 2O3
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（五）、稀土元素的氢化物
第12页/共18页
(六)、稀土元素的硼化物
第13页/共18页
（七）、稀土元素的硫化物
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四、稀土元素与化合物的反应
1、与水的反应 La+H2O→La(OH)3+H2↑
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（一）、稀土元素的氧化物
一、二价稀土元素的氧化物 EuO（氧化铕）是一种暗红色的固体，它在干或湿空气 中均无明显
反应。EuO的制备，在Ta或Mo 容器中进行，温度800 -2000oC。 Eu2O3+Eu(La) → 3Eu(La)O
液N2中，在-33oC或更低温度下，令Yb与O2作用或在压下于200300oC使金属与O2反应可制备YbO。
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（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐 稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解度在10-5~10-7mol/L
范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入 略过量的(NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
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性质： 镧系元素硫酸 盐和 硫 酸 铝 相 似， 易 溶 于 水 ，含 结 晶 水 Ln2(S O 4)3·x H2O； 脱
水时经历以下三步： L n 2(S O4) 3·x H 2O → L n 2(S O4)3 →L n 2O2S O4 → L n 2O3
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离 子 半 径
稀土元素的重要化合物
①氢氧化物 ②氧化物 ③碱性氧化物 ④配合物
配合物
①类型和数目比d过渡元素要少得多。
② Ln3+离子半径较大，配合物稳定 性差。 ③ Ln3+与配位体之间的作用力很弱， 主要通过静电作用。
大部分稀土金属呈紧密六方晶格或面 心立方晶格结构，只有钐为菱形结构，铕为 体心立方结构。
稀土元素包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、 钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥。
稀
稀土金属是芬兰学者加多林
土 (Johan Gado1in)在1794年发现的。
元
当时在瑞典的矿石中发现了矿物 组成类似“土”状物而存在的钇
素 土，且又认为稀少，便定名为
的
发
现
(Baxe Earth)。
①燃点低。 ②比其他金属元素都活泼。 ③ 氧化物稳定。 ④氧化物熔点高，生成自由能负值大。
大面积超薄型显示屏
（1）、微合金化作用 （2）、捕氢作用 （3）、与其它有害元素的作用
（4）、稀土元素的脱硫、脱氧
钢液中 降至 加稀土 201ppm
复杂的 硫化物
净化的 钢液
稀土元素在农业领域的应用
①增加作物产量 ②改善作物品质 ③增强作物抗逆性 ④增加经济效益
稀土元素在医药领域的应用
度不过多大直稀土，接可土稀，可食促有土适用 能进促是量稀是细进一摄土致胞保种人元癌的护低 ，素、活效毒 有（促性应或癌；。助性离的对大于物子原胰量提质）因岛的高，浓之素实机其细验毒体胞表性的明分，与免泌稀铁疫差力； 一土但。有①是然机有从而 物调，对大细取 ，节大消量胞食 看作量的化有于 来用动补系作动 既，物充统用植安对实；则作物全胃验对会用，又粘中甲从有膜造可状而益起成以腺获。保对看结取护出机构稀作R体变用EC化的。1有3危对影害鼠响腺。。垂体 爱稀 的滋土应病稀是用毒土有显活杂效示性多的其②及配杀特较合菌点对物低物及内显的。优分示细稀越泌出胞土性系较毒化，强性统合对的，作物于抗是在改用医善药药方物面的 目前为性止③能发、现对提的神高一经药种效系较找好统到的的了抗作新爱用的滋途病径。
域
农业领域
稀 土 元 素
1.冶金工业领域 2.石油化工领域
1. 稀土在冶金工业中应用量 子选23应制.很硫作择.4用备在脱.为性大钢稀：特石氧筛好稀，土水玻种油改裂、土约在中璃性裂变化汽可占玻着能加化夹催油以稀璃色的工入杂化的加土工玻、业稀物剂生入业总璃玻中形，产土陶中用璃。，态活率，瓷有量脱稀作性高可和三的色土用高。起瓷个和分1；、/釉脱3 。
熔点 1539 1509 920 795 935 1024 —— 1072 826 (℃)
Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
密度 7.88 8.27 8.54 8.80 9.05 9.33 6.98 9.84 (g/cm3)
熔点 1312 1356 1407 1461 1497 1545 824 1652 (℃)
具有4f0构型的La3+、Ce3+和4f14的Yb2+、 Lu3+，因无成单电子而呈反磁性，而具有 4f1~13构型的镧系元素及其化合物，则因含有 成单电子而表现顺磁性。
Sc Y La Ce Pr Nd Pm Sm Eu
密度 2.99 4.47 6.19 6.77 6.78 7.00 —— 7.54 5.26 (g/cm3)
在 工 业 领 域 的 应 用
5346....电玻陶材光璃瓷料源工工工工业业业业领领领领域域域域橡致车这色光绿色理辐剂制械金多胶力尾方之具瓷色光以于(光片色，脱射5光源色灯性的冶可等于气面的剂、.铸有制激更中有洁的钕泽)的还色稀玻可材好，能使二金以工研净的物形，等稀造光铁色柔，光度颜玻、二可；土璃节料特、。铝氧)用业究化用；理核提土。耐等中合和减泽好料璃镨价以特)电、化于。用的量，点寿、和剂高作高领为玻铁加种7稀金、少。， 。镁铈石近稀催很镧是命是机核铸5为温域粉璃氧入玻—土方纯釉但它稀可、油来土化大玻械对件光长节荧透)红为化氧璃8作面正和更土可将铜裂，金剂。璃性有质、0效。能光明色绿为化如%玻三化，科属。为，破主氧使(。能害量耐光好比性灯并色三钕铈陶璃个、学作稀色石可裂要化陶元高，。学、白的的带价进玻(瓷中系合家为土制调墨改并用物瓷素温改应玻发光炽光有而行璃(呈列成正汽在造新使做还的球善的应善用坩璃紫脱物(黄。滤防颖控其陶可颜机最用埚化合)。，
优点：
磁性材料
①电动机的效率增强；
②电动汽车起动机的起动力会大大 增加而体积却大大减小；
③家用电器能耗显著降低；
④有广泛的应用前景，如：磁悬浮 高速列车，自动化高速公路。
缺点：成本变高
结构材料：使钢铁得到良好特性 贮氢材料：高容量充电电池的电极。 超导材料：混合稀土-钡-铜-氧超导体 发光材料：节能光源
一．稀土元素的简介和性质 二. 稀土元素的应用 三. 稀土元素的分离 四. 稀土元素的制备
稀土元素 稀土元素 的组成 的发现
稀土元素的 稀土元素的 化学性质 物理性质
稀土元素的组成
稀土元素：周期系ⅢB族中原子序数为 21、39和57～71的17种化学元素的统称。
其中原子序数为57～ 71的15种化学元 素又统称为镧系元素。
稀土元素的性质与其内部结构密切相关， 下面是稀土元素的原子结构和一些重要性质。
（1）电子构型角度：
稀土元素在基态时的电子排布特征 是最后填充的电子大都进入4f亚层，只有 钇和镧例外，下表列出稀土元素原子和 离子（RE3+）的电子结构及某些性质。
图-1 稀土元素的原子性质图
从上表中可 看 到 ， La 有 4f 空 轨 道 ， Gd 的 4f 轨 道 为半充满， Lu 的 4f 轨 道 为全充满， 这些都是稳 定的电子构 型。
（2）原子半径和离子半径角度
镧系元素的原子半径及 Ln3+离子半径，在总的趋势上 都随着原子核电荷数的增大 而减小，这一现象叫做镧系 收缩。
由于铕和镱各自具有半充满和全充满的4f 亚层，这一相对稳定的结构对核电荷的屏 蔽较大，所以原子半径明显增大。
在镧系 原子半径收 缩的过程中， 有两处突跃。
即铕和 镱的原子半 径突然增大， 在图中在铕 和镱处出现 了两个峰值。
+3氧化态镧系元素离子多数有颜色，如果阴离子 为无色，在结晶盐和水溶液中都保持Ln3+的特征颜色
离子的颜色似乎决定于f层中的未成对的电子数。 当三价离子具有fn和f14-n电子构型时，它们的颜色是相 同相近的。这就是Ln3+离子颜色的周期性变化。
工业领域医药领 NhomakorabeaMagic Rare earth element