稀土文摘快报

贯穿镧系元素系列：从 La (III) 到 Lu (III) 镧系元素受体的磷酸盐亲和力趋势和稳定性

领域：稀土分离

题目：

A Walk Across the Lanthanide Series: Trend in Affinity for Phosphate and Stability of Lanthanide Receptors from La (III) to Lu (III)

团队：美国明尼苏达大学化学系,Valérie C.Pierre期刊：Inorg.Chem.(impact factor: 5.165) 1 区进展：

两种1,2-羟基吡啶基镧系元素（III）受体—LnIII-2,2-Li-HOPO 和 LnIII-3,3-Gly-HOPO（LnIII=LaIII、PrIII、NdIII、SmIII、EuIII、GdIII）的亲和力趋势、TbIII、DyIII、HoIII、ErIII、TmIII、YbIII和 LuIII）—通过与中铕(III)类似物的竞争，通过发光光谱研究了整个系列的磷酸盐。无论配体如何，稀土受体在整个系列中都表现出对其磷酸盐的亲和力急剧且持续的增加，其中较晚的镧系元素对氧阴离子的亲和力最高。这种趋势反映了镧系元素受体的稳定性，它也从 LaIII到 LuIII显著连续增加。对于这两个配体，稀土的离子半径（一个与其路易斯酸度直接相关的参数）与其对阴离子的亲和力密切相关，无论该阴离子是否与其配位（在这种情况下为 1,2-羟基吡啶配体）或镧系元素受体靶向的客体（在这种情况下为磷酸盐）。这些观察结果表明磷酸盐配位缺乏位阻。镧系元素受体的增加功效伴随着稳定性的增加。LuIII-2,2-Li-HOPO非常高的稳定性，加上其对磷酸盐的高亲和力，使其成为转化应用到医学或环境磷酸盐封存的特别有希望的候选者，因为更高的稳定性将进一步降低风险阴离子分离过程中的稀土浸出。镧系元素配合物（2,2-Li-HOPO 的 LuIII配合物比 LaIII配合物稳定至少7 个数量级）之间异常大的稳定性差异预示着稀土分离的潜在应用。

稀土钒酸盐、铌酸盐、钽酸盐系列的自激活和铋相关光致发光第一性原理研究

领域：发光材料

题目：

Self-Activatedand Bismuth-Related Photoluminescence in Rare-Earth Vanadate,Niobate,and Tantalate Series-A First-Principles Study

团队：中国科学技术大学物理科学学院

期刊：Inorg Chem (impact factor: 5.2) 2 区

进展：

稀土钒酸盐、铌酸盐和钽酸盐表现出自激活和Bi3+激活的发射。它们的本征发射被归因于自捕获激子(STEs)，但关于激发态的几何和电子结构的详细信息仍然未知。对于Bi3+掺杂剂，其发光机理有两种，即Bi3+(V/Nb/Ta)5+金属-金属电荷转移和构型间(3P0,1 →1S0) 跃迁。在这里，使用混合泛函的第一性原理计算被用来解决这些问题。与Bi3+相关的激发主要是由Bi3+和(V/Nb/Ta)5+离子上的空穴和电子组成的激子复合，而激发主要是由Bi3+的6p 跃迁引起的。Bi3+在所有的寄主中都有空穴陷阱能级，真空参考结合能图中的陷阱能级几乎是平的，而在钽酸稀土中只有电子陷阱能级。此外，根据计算，铌酸盐和钽酸盐中观察到的长波长发射被解释为束缚于本征缺陷的激子。这项工作加深了我们对STEs 的理解，并为解释其他三元闭壳层d0过渡金属氧化物的类似发光现象奠定了基础。通过对Bi3+相关跃迁的澄清和真空参考结合能图的分析，可为Bi3+活化荧光粉的设计和优化提供应用。

用于放氧反应的在开放框架磷酸镍纳米棒阵列上生长的 Ce 掺杂 FeNi 层状双氢氧化物纳米片

领域：催化材料

题目：

Ce-Doped FeNi-Layered Double Hydroxide Nanosheets Grown on an Open-Framework Nickel Phosphate Nanorod Array for Oxygen Evolution Reaction

团队：安徽师范大学化学与材料科学学院，功能分子固体教育部重点实验室，安徽省新能源汽车电池储能材料工程实验室

期刊：ACS Applied Energy Materials (impact factor:6.02) 2 区进展：

在电催化剂中掺杂外来原子可以有效地调整电子结构，进一步提高电催化活性。这项工作在泡沫镍支撑的开放框架磷酸镍纳米棒阵列上构建了具有无定形结构的Ce 掺杂FeNi LDH（LDH，层状双氢氧化物）的三维集成电极（作为 CFN@VSB-5/NF) 通过水热电沉积两步法。所构建的CFN@VSB-5/NF 电催化剂仅需要226 mV 的过电位即可产生 100 mA cm-2的电流密度，Tafel斜率为43.1mVdec-1，明显低于FN@VSB-5/NF(η100=273 mV) 不添加Ce。此外，CFN@VSB-5/NF 可以在 500 mA cm-2的电流密度下连续催化50小时而没有明显的电位波动，在大电流密度下表现出吸引人的耐久性。进一步的研究表明，优异的析氧反应（OER）电催化性能应归因于所构建的CFN@VSB-5/NF 催化剂的高本征活性、最佳表面和电子结构。此外，与传统的FeNi 基催化剂相比，目前的 CFN@VSB-5/NF 集成电催化剂在大电流密度下也表现出更强的OER 电催化活性和优异的稳定性。值得注意的是，这项工作为构建具有高 OER 活性的非贵金属电催化剂提供了途径。

层状稀土氢氧化物（RE=Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Y）的一般合成和直接剥离成具有高颜色纯度的单层纳米片领域：纳米材料题目：General Synthesis of Layered Rare-Earth Hydroxides(RE=Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Y) and Direct Exfoliation into Monolayer Nanosheets with High Color Purity

团队：中南大学材料科学与工程学院

期刊：J.Phys.Chem.Lett.(impact factor:6.475) 1 区进展：

层状稀土氢氧化物（LREHs）是一种很有前途的光学和磁性材料，但很难通过直接剥离获得单层纳米片。本研究中，有机十二烷基硫酸盐（C12H25SO4-，DS-）用于制备LREH。LREHs 的面内晶格参数从Sm3+降低到Er3+，与单调减小的离子半径相关。相反，层间距随着主体层电荷密度和相应插入的DS-含量的增加而略有增加。通过在甲酰胺中对LREH 进行直接超声处理，获得了厚度约为 1 nm、尺寸约为500 nm 的纳米片。与块状晶体相比，剥离导致面内晶格常数的轻微伸长和更不对称的配位环境。氢氧化铕纳米片的悬浮液表现出非常高的红光发射纯度（91.4%）。这项工作证明了有效合成具有高纯色度的明确 LREH纳米片的重要方案。

基于第一性原理计算和电负性理论研究稀土Ce 在镁合金中的强化机制

领域：金属材料

题目：

Study on the Strengthening Mechanism of Rare Earth

Ce in Magnesium Alloys,Based on First-Principle Calculations and Electronegativity Theory

团队：南昌大学机电工程学院

期刊：Materials (Basel) (impact factor: 3.1) 3 区

进展：

随着稀土镁合金的工业应用逐渐增多，开发低成本、高含量稀土镁合金具有明显的优势。而稀土元素的加入完全改变了基体镁合金的合金化顺序。因此，需要进一步研究Ce 元素在镁合金中的强化机制。本文基于第一性原理计算，分析了Mg-Al-Mn-Ce 多组分镁合金中可能存在的第二相的热力学稳定性，推导出了关键稀土相的析出顺序。结果表明，优先析出的Al11Ce3和Al10Ce2Mn7相不能成为初生α-Mg 的形核核心，晶粒细化机制是晶界处的第二相阻碍了镁晶粒的生长。此外，拉伸试验结果表明，Al-Ce 相与Mg-Al 相混合的增强组织在室温和高温下均有利于提高镁合金的力学性能。