稀土文摘快報

通過球磨改善 La-Ce-Mg-Ni 合金的儲氫熱力學和動力學

Improved hydrogen storage thermodynamics and kinetics of La-Ce-Mg-Ni alloy by ball milling

領(lǐng)域：儲氫材料

團隊：鋼鐵研究總院功能材料研究部

期刊：Journal of Physics and Chemistry of Solids (impact factor:7.1) 3 區(qū)

通過球磨減小顆粒尺寸和改變表面狀態(tài)被認為是改善鎂基合金吸氫動力學性能的有效方法。為了獲得非晶和納米晶組織，采用球磨工藝對鑄態(tài)La7Ce3Mg80Ni10合金鑄錠進行處理。研究了球磨時間(5～ 30 h)對球磨態(tài)合金結(jié)構(gòu)及吸放氫熱力學和動力學的影響。采用 XRD、SEM 和 TEM 對合金的結(jié)構(gòu)進行了表征。采用西韋特裝置、DSC 和 TGA 研究了吸放氫的等溫和非等溫性能。采用 Arrhenius 和Kissinger 方法計算了放氫活化能。結(jié)果表明，球磨10 h 的合金具有最優(yōu)的活化性能和吸放氫動力學性能。延長或縮短球磨時間會導致儲氫性能受損。完全活化態(tài)的 10 h 球磨合金在 473 K 和 3 MPa 下，80 s內(nèi)可吸收 4 wt%H2，在 573 K 和 1×10-4MPa 下，191 s 內(nèi)可脫附 3 wt%H2。10 h 球磨合金的放氫焓變(ΔH)為 74.21 kJ/mol。此外，球磨 10 h 的合金具有最小的放氫表觀活化能(62.9 kJ/mol)，這也是其具有最優(yōu)儲氫性能的原因。

對 Ln2NiO4+δ(Ln=La,Nd,Pr)的空位形成能、擴散系數(shù)和離子電導率進行了系統(tǒng)的從頭算研究

A systematic ab initio study of vacancy formation energy,diffusivity,and ionic conductivity of Ln2NiO4+δ(Ln=La,Nd,Pr)

領(lǐng)域：儲氫材料

團隊：美國機械與材料工程，伍斯特理工學院

期刊：Journal of Power Sources（impact factor:15.4）2 區(qū)

本文采用從頭算方法，科學系統(tǒng)地研究了Ln2NiO4+δ(Ln=La,Nd,Pr,δ=0.125)化合物的空位形成能、擴散系數(shù)和離子電導率。具體來說，考慮熱膨脹對氧傳輸性質(zhì)的影響，采用準諧近似(QHA)和線性回歸模型相結(jié)合的方法來研究和再現(xiàn)Ln2NiO4+δ的變溫性質(zhì)?？傮w而言，預測結(jié)果與文獻中的理論研究非常吻合。由于較高的空位形成能，證實了 Ln2NiO4+δ的離子輸運性質(zhì)不是由氧空位擴散主導。此外，填隙機制，即填隙 O2-與巖鹽層平行于 ab 面跳躍，被確定為更有利的擴散路徑。同時，Ln2NiO4+δ的能壘、擴散系數(shù)和離子電導率的預測值與實驗值吻合較好，其中Pr2NiO4+δ具有最低的活化能壘(ΔEb=0.722 eV)和最高的熱膨脹系數(shù)、擴散系數(shù)和離子電導率?？偟膩碚f，本研究提供了一個高效和計算簡便的工具來預測材料中的離子傳輸特性，其中熱膨脹是溫度依賴特性的主要驅(qū)動力。

表面摻雜 La(Ce)[sbnd]TiO2 光催化部分氧化甲醇制甲酸甲酯的認識：實驗與 DFT 計算

Understanding of photocatalytic partial oxidation of methanol to methyl formate on surface doped La(Ce)[sbnd]TiO2: Experiment and DFT calculatio

領(lǐng)域：催化材料

團隊：內(nèi)蒙古大學化學與化工學院

期刊：Journal of Catalysis (impact factor: 13.0)1 區(qū)

通過實驗和 DFT 計算研究了表面摻雜 La(Ce)TiO2在可見光照射下甲醇光催化部分氧化為甲酸甲酯(MF)。La 或 Ce 原子可以摻雜在 TiO2的表面晶格中形成La(Ce)OTi 鍵，但不能摻雜在 TiO2的體內(nèi)。由于 La(Ce)與表面氧發(fā)生鍵合而導致表面晶格畸變，使 TiO2晶粒尺寸受到抑制。La 或 Ce 在 TiO2表面的分布可以調(diào)節(jié) TiO2的能帶結(jié)構(gòu)和表面羥基。TiO2表面的稀土可以在價帶和導帶形成雜質(zhì)能級，降低禁帶寬度，改變表面電子態(tài)，降低表面羥基形成的勢能，降低甲氧基經(jīng)甲醛向 MF 過渡態(tài)的能壘。摻雜催化劑在可見光催化甲醇部分氧化制 MF 過程中表現(xiàn)出優(yōu)越的甲醇轉(zhuǎn)化率和 MF 選擇性。表面羥基在反應(yīng)中起重要作用，與甲醇轉(zhuǎn)化率和 MF 選擇性呈正相關(guān)。La 摻雜的催化劑比 Ce 摻雜的催化劑具有更好的甲醇轉(zhuǎn)化率和 MF 選擇性，這是因為 La摻雜的催化劑具有更快的表面羥基可恢復性和更低的過渡態(tài)能壘。本研究可能有助于設(shè)計新型可見光響應(yīng)的光催化部分氧化反應(yīng)催化劑，為 MF 合成提供適用的綠色路線。

用于大功率 LED 的高光效藍綠色發(fā)光 LuASG：Ce 熒光粉陶瓷

Blue-green emitting LuASG:Ce phosphor ceramics with high luminous efficacy for highpower LEDs

領(lǐng)域：光功能材料

團隊：福州大學化學學院

期刊：Journal of Luminescence (impact factor:6.9)2 區(qū)

磷光轉(zhuǎn)換藍綠光大功率發(fā)光二極管(hp-LED)對于海洋漁業(yè)和海洋光通信至關(guān)重要。本文基于離子取代工程，采用真空固相燒結(jié)法成功制備了藍綠光發(fā)射的 Sc3+摻雜 LuAG: Ce(LuASG: Ce)熒光粉陶瓷(PCs)，作為大功率 LED(hp-LEDs)的熒光粉轉(zhuǎn)換器。詳細研究了 Sc3+摻雜對 LuAG: Ce 結(jié)構(gòu)、光學和發(fā)光性能的影響。LuASG: CePC 具有從 510 nm 到501 nm 的藍綠光發(fā)射。在 100 ℃下的發(fā)射強度保持了初始發(fā)射強度的 85%以上，表現(xiàn)出顯著的熱穩(wěn)定性。最終，在 50 W 的驅(qū)動功率下，Lu2.998Al4ScO12:Ce3+封裝的 LED 獲得了高達 127.59 lm/W 的發(fā)光效率和 503 nm 的發(fā)射峰。因此，藍綠色發(fā)光的 LuASG:CePC 將是 hp-LED 的有前途的熒光粉轉(zhuǎn)換器。

Ce 摻雜的聚苯胺納米對 GSH 的體內(nèi)外吸收和光聲成像響應(yīng)

Ce doped polyaniline nanoparticles for absorption and photoacoustic imaging response to GSH in vitro and in vivo

領(lǐng)域：光功能材料

團隊：南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院胸外科

期刊：Bioactive Materials(impact factor:14.3)1 區(qū)

谷胱甘肽(GSH)是細胞內(nèi)重要的生物巰基，參與生物體內(nèi)許多生理過程，調(diào)節(jié)細胞的病理過程。在調(diào)查重要生化事件時，相當需要對 GSH 進行快速、準確的體內(nèi)外監(jiān)測。本工作采用 Fe (Ⅲ)誘導氧化聚合法制備了新型鈰(Ce)摻雜聚苯胺(Ce-Fe@PANI NPs)。加入 GSH 后，Ce-Fe@PANI NPs 的吸收由可見光區(qū)紅移至近紅外區(qū)，證實了對 GSH 的優(yōu)異吸收響應(yīng)。此外，Ce-Fe@PANI NPs 在管內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的光聲(PA)成像增強，加入 GSH 后 PA強度峰由 680 nm 移至 820 nm。體內(nèi)外實驗驗證了Ce-Fe@PANI NPs 可以通過 PA 成像技術(shù)監(jiān)測深部組織中的 GSH。綜上所述，本研究提供了 Ce-Fe@PANI NPs 將作為一種強大的納米平臺，實現(xiàn) GSH的 PA 成像檢測。

中 熵(Me,Ti)0.1(Zr,Hf,Ce)0.9O2(Me=Y 和Ta)：有望用于高溫熱輻射屏蔽和 CMAS 阻塞的熱障材料

Medium-entropy (Me,Ti)0.1(Zr,Hf,Ce)0.9O2(Me=Y and Ta): Promising thermal barrier materials for high-temperature thermal radiation shielding and CMAS blocking

領(lǐng)域：光功能材料

團隊：航天材料與加工技術(shù)研究院高級功能復合材料科學技術(shù)實驗室

期 刊：Journal of Materials Science &Technology(impact factor:11.7)1 區(qū)

隨著燃氣輪機入口溫度的不斷提高和輻射傳熱的快速增加，具有低導熱率和良好高溫熱輻射屏蔽性能的熱障涂層材料在確保金屬葉片的耐久性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯（YSZ）作為最先進的 TBC 和當前的行業(yè)標準，由于其對高溫熱輻射幾乎是半透明的，因此無法滿足這些要求。此外，YSZ對熔融鈣鎂鋁硅酸鹽（CMAS）的耐腐蝕性差也阻礙了其在沙子、灰塵或火山灰環(huán)境中的應(yīng)用。為了提高 YSZ 的高溫熱輻射屏蔽性能和抗 CMAS 性能，進一步降低其熱導率，設(shè)計并制備了兩種中熵（ME）氧化物陶瓷，即 ME（Y，Ti）0.1（Zr，Hf，Ce）0.9O2和 ME（Ta，Ti）0.1Zr，Hf，Ce。

添加劑(Zr)和摻雜劑(Pd &Sb)對輕鑭系元素(Nd、Ce)從含 U 金屬合金向 T91 鋼中遷移深度的影響

Effect of additive (Zr) and dopants (Pd &Sb) on the depth of migration of lighter lanthanides (Nd &Ce)from U-bearing metal alloys into T91 steel

領(lǐng)域：合金材料

團隊：印度卡爾帕克姆霍米·巴巴國家研究所英迪拉·甘地原子研究中心

期刊：Journal of Nuclear Materials (impact factor:5.7)2 區(qū)

金屬合金燃料作為先進的核燃料，有其自身的局限性：即，較低的液相線溫度、較高的溶脹，并且由于燃料-包殼化學相互作用（FCCI）而極易破壞包殼。流動性和不溶性裂變產(chǎn)物，特別是鑭系裂變產(chǎn)物是 FCCI 的主要來源。在本研究中，研究了添加劑（Zr）和摻雜劑（Pd 和 Sb）對 Nd 和 Ce 兩種鑭系 FP 從不同的含鈾金屬合金遷移到 T91（鐵素體-馬氏體鋼）覆層材料中的深度的影響。采用電弧熔煉技術(shù)制備了七種金屬合金，即 U-Nd、U-Nd-Pd、U-Ce、U-Ce-Pd、U-Zr-Nd、U-Zr-Nd-Pd 和 U-Zr-Nd-Sb。在上述合金中采用的鑭系元素 FP 的量對應(yīng)于典型的快增殖反應(yīng)堆（FBR）燃料的約 10at.%的燃耗。采用脈沖激光沉積（PLD）方法在 T91 包層上獲得了薄膜形式的合金，同時進行原位退火。隨后，使用二次離子質(zhì)譜（SIMS）對這些膜進行元素深度分析?；?SIMS 數(shù)據(jù)確定了 Nd 和 Ce 從七種金屬合金體系遷移到 T91 包層中的深度。確定了添加劑和摻雜劑對遷移深度的單獨和同時影響的程度。兩種摻雜劑（Pd 和 Sb）通過形成穩(wěn)定的金屬間化合物，分別有效地將 Nd 和Ce 結(jié)合在燃料基質(zhì)內(nèi)（在 U 基質(zhì)中）。在摻雜劑存在的情況下，Zr 對鑭系 FP 遷移的影響可以忽略不計。確定了負責結(jié)合鑭系元素FP 的穩(wěn)定金屬間相。還討論了兩種摻雜劑（Pd 和Sb）的效率的比較研究。首次采用 PLD 和 SIMS 相結(jié)合的新技術(shù)，在摻雜劑（Sb/Pd）存在下，測量了 Nd和 Ce 從 U 金屬合金向 T91 包層的遷移深度。這些研究對理解 FCCI 非常有用。

對 Mn 誘導的 Cu/Ce 催化劑在富 H2/CO2 氣氛下對CO 優(yōu)先氧化性能的提高

Mn-induced Cu/Ce catalysts with improved performance for CO preferential oxidation in H2/CO2-rich streams

領(lǐng)域：催化材料

團隊：遼寧石油化工大學石油化工學院

期刊：International Journal of Hydrogen Energy（impact factor:12.1）2 區(qū)

采用簡單浸漬法制備了一系列 Cu 負載量恒定為 1 wt %的 x Mn Cu/Ce 催化劑。采用 XRD、BET、H2-TPR 和 XPS 等手段對催化劑進行了表征，并在富CO2/H2氣氛下評價了催化劑的 CO 優(yōu)先氧化性能。結(jié)果表明，部分 Mn 和 Cu 可以摻入氧化鈰晶格中，形成表面三元 Cu-Mn-Ce 氧化物固溶體。當 Mn/Cu=0.6時，催化劑中 Cu、Mn 和 Ce 之間存在較強的相互作用，表面 Ce3+和 Mn4+含量較多，表現(xiàn)出最佳的催化性能，在 90℃時 CO 轉(zhuǎn)化率比 Cu/Ce 催化劑提高了23.57 %。對于 CO-Prox，在 125 ℃時，最高 CO 轉(zhuǎn)化率為 94.7 %，氧化選擇性為 78.9 %。在此溫度下，催化劑表現(xiàn)出穩(wěn)定的催化性能，總 TOS 為 205 h。此外，以 CO/Ar 為原料氣時，CO 轉(zhuǎn)化率為 100 %，證實了 CO2/H2的負效應(yīng)。