稀土精細(xì)化學(xué)品化學(xué)

前言

我國(guó)是稀土的資源大國(guó)、生產(chǎn)大國(guó)和應(yīng)用大國(guó)。稀土元素由于具有特殊的電子結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，是國(guó)內(nèi)外科學(xué)家最關(guān)注的一組元素，被美國(guó)、日本等國(guó)家有關(guān)政府部門(mén)列為發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵元素。稀土精細(xì)化學(xué)品是指含有稀土元素的精細(xì)化學(xué)品。精細(xì)化學(xué)品品種多、附加值高、用途廣泛、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，又直接服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多行業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，大力發(fā)展精細(xì)化學(xué)品工業(yè)已成為世界各國(guó)調(diào)整化學(xué)工業(yè)結(jié)構(gòu)、提升化學(xué)工業(yè)產(chǎn)業(yè)能級(jí)和擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益的戰(zhàn)略重點(diǎn)。精細(xì)化學(xué)品工業(yè)已是當(dāng)今化學(xué)工業(yè)中最具活力的新興領(lǐng)域之一，而稀土精細(xì)化學(xué)品一直活躍在精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域的前沿。稀土精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域的迅速發(fā)展表現(xiàn)在：其化學(xué)結(jié)構(gòu)與其特殊性能之間的關(guān)系和規(guī)律，由于其具有的特殊性能已被應(yīng)用到信息記錄與顯示、激光技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存、冶金機(jī)械、石油化工、輕工、農(nóng)業(yè)、電子信息、能源、環(huán)保、國(guó)防軍工等高新技術(shù)領(lǐng)域中；其學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)與材料科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)綜合交叉；新品種的研究開(kāi)發(fā)將出現(xiàn)質(zhì)的變化，從而創(chuàng)造出性能更優(yōu)異的、具有突破性的、完全新型的精細(xì)化學(xué)品品種。本書(shū)闡述了目前國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展的稀土精細(xì)化學(xué)品組成、結(jié)構(gòu)、性能、制備和應(yīng)用，著重論述了稀土發(fā)光化學(xué)品、稀土染料、稀土涂料、稀土催化劑、稀土激光材料、稀土磁性材料、稀土超導(dǎo)材料、稀土信息化學(xué)品、稀土貯氫材料、稀土功能陶瓷、稀土納米材料、稀土添加劑等。本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，參考的文獻(xiàn)很多，在每章后列出了主要參考文獻(xiàn)。在此，謹(jǐn)向被書(shū)中引用的原作者們表示深切的謝意。本書(shū)的出版得到了上海市高校本科教育高地、上海市重點(diǎn)培育學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（P1501）、上海市科委重點(diǎn)項(xiàng)目（072305113）資助。在編寫(xiě)過(guò)程中，得到了上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院的支持。在此，表示感謝。鑒于“稀土精細(xì)化學(xué)品化學(xué)”這一新興學(xué)科所涉及的內(nèi)容廣泛，又是多學(xué)科交叉滲透，加之作者水平所限，書(shū)中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。劉小珍2009年2月于上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院

內(nèi)容概要

　　《稀土精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》主要介紹了目前國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展的稀土精細(xì)化學(xué)品組成、結(jié)構(gòu)、性能、制備和應(yīng)用。內(nèi)容包括緒論、稀土元素的基本性質(zhì)、稀土發(fā)光化學(xué)品、稀土染料、稀土涂料、稀土催化劑、稀土激光材料、稀土磁性材料、稀土超導(dǎo)材料、稀土信息化學(xué)品、稀土貯氫材料、稀土功能陶瓷、稀土納米材料、稀土添加劑等。　　《稀土精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》可供從事應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、材料科學(xué)與工程等，尤其是新精細(xì)化學(xué)品研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、管理的科技人員參考，也可作為高等院校應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、材料科學(xué)與工程等專(zhuān)業(yè)的高年級(jí)本科生和研究生的教科書(shū)和教學(xué)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論一、稀土精細(xì)化學(xué)品的定義1二、稀土精細(xì)化學(xué)品的分類(lèi)2三、稀土精細(xì)化學(xué)品的特點(diǎn)3四、稀土精細(xì)化學(xué)品在高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用4參考文獻(xiàn)5第二章 稀土元素的基本性質(zhì)第一節(jié) 稀土元素概論7一、稀土元素和鑭系元素的概念7二、稀土元素的發(fā)現(xiàn)8三、稀土元素在自然界中的存在11四、稀土元素資源的分布及我國(guó)的稀土資源13五、鑭系收縮14第二節(jié) 稀土元素的一般物理性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)性能15一、稀土元素的一般物理性質(zhì)15二、稀土元素的化學(xué)反應(yīng)性能及氧化還原電位16第三節(jié) 稀土元素的化合物17一、稀土元素氧化物17二、稀土元素的氫氧化物21三、稀土元素的幾種含氧酸鹽22四、稀土元素的鹵化物26五、稀土元素的氫化物29六、稀土元素的硼化物30七、稀土元素的碳化物和硅化物31八、第ⅤA族元素的稀土化合物32九、稀土元素的硫化物33第四節(jié) 稀土配位化合物35一、稀土元素配合物配位鍵的特點(diǎn)35二、稀土配合物的配位數(shù)和幾何構(gòu)型36三、稀土配位化合物的穩(wěn)定性37四、鑭系配合物性質(zhì)與原子序數(shù)關(guān)系中的四分組效應(yīng)38五、稀土配合物的類(lèi)型38第五節(jié) 非正常價(jià)態(tài)稀土化合物40一、稀土元素的價(jià)態(tài)異常與異常價(jià)態(tài)稀土離子40二、電離輻射作用下晶體中稀土的價(jià)態(tài)41三、非正常價(jià)態(tài)稀土化合物42四、非正常價(jià)態(tài)稀土化合物的發(fā)展趨勢(shì)42參考文獻(xiàn)43第三章 稀土發(fā)光化學(xué)品第一節(jié) 材料的發(fā)光機(jī)理44一、稀土離子的ff躍遷、fd躍遷和電荷遷移帶44二、分立中心發(fā)光和復(fù)合發(fā)光44三、發(fā)光材料的發(fā)光特征45第二節(jié) 射線(xiàn)致發(fā)光材料47一、稀土陰極射線(xiàn)致發(fā)光材料47二、X射線(xiàn)稀土發(fā)光材料50三、稀土光激勵(lì)發(fā)光材料52四、射線(xiàn)致發(fā)光材料的應(yīng)用55第三節(jié) 稀土光致發(fā)光材料55一、熒光燈用稀土熒光體55二、白光發(fā)光二極管芯的稀土發(fā)光材料59三、稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料64四、光致發(fā)光材料的應(yīng)用65第四節(jié) 稀土電致發(fā)光材料65一、電致發(fā)光機(jī)理65二、電致發(fā)光材料的發(fā)光特性65三、各種稀土電致發(fā)光材料66參考文獻(xiàn)67第四章 稀土染料第一節(jié) 染料的特征值和發(fā)色理論70一、染料的特征值70二、染料的發(fā)色理論72第二節(jié) 稀土助染劑和各種稀土染料72一、稀土助染劑72二、各種稀土染料78參考文獻(xiàn)81第五章 稀土涂料第一節(jié) 涂料的作用與涂料的組成83一、涂料的作用83二、涂料的組成84第二節(jié) 稀土涂料種類(lèi)86一、稀土蓄能發(fā)光涂料86二、稀土電熱涂料93參考文獻(xiàn)95第六章 稀土催化劑第一節(jié) 催化劑的特征值97第二節(jié) 稀土催化劑的應(yīng)用及研究99一、石油化工催化劑99二、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣的凈化催化劑101三、天然氣等化石燃料的催化燃燒106四、固體氧化物燃料電池108五、稀土在有機(jī)合成催化劑中的應(yīng)用110六、有毒有害廢氣、廢水的催化凈化112七、移動(dòng)制氫催化劑116八、稀土在化肥催化劑中的應(yīng)用117參考文獻(xiàn)117第七章 稀土激光材料第一節(jié) 激光產(chǎn)生的原理123一、光的吸收和發(fā)射123二、激光產(chǎn)生的原理124三、激光工質(zhì)材料的特征值125第二節(jié) 稀土激光材料的種類(lèi)和應(yīng)用127一、稀土固體激光材料127二、稀土液體激光材料131三、稀土氣體激光材料132四、激光工質(zhì)材料的應(yīng)用132參考文獻(xiàn)133第八章 稀土磁性材料第一節(jié) 材料的磁性134一、材料磁性的來(lái)源134二、磁場(chǎng)及其特征參量134三、物質(zhì)磁性的分類(lèi)135四、磁化曲線(xiàn)和磁滯回線(xiàn)136第二節(jié) 稀土永磁材料137一、永磁材料的特征值137二、各種稀土永磁材料139三、稀土永磁材料的制備141四、稀土永磁材料的應(yīng)用144第三節(jié) 稀土超磁致伸縮材料145一、稀土離子大磁致伸縮的原因145二、磁致伸縮材料的特征值146三、各種稀土超磁致伸縮材料146四、稀土超磁致伸縮材料的制備147五、稀土超磁致伸縮材料的應(yīng)用148第四節(jié) 稀土磁制冷材料和磁蓄冷材料149一、磁制冷的起源149二、磁制冷材料的特征值149三、稀土磁制冷材料150四、稀土磁蓄冷材料150五、稀土磁制冷和磁蓄冷材料的應(yīng)用151參考文獻(xiàn)151第九章 稀土超導(dǎo)材料第一節(jié) 超導(dǎo)材料的基本特征和超導(dǎo)電性理論基礎(chǔ)153一、超導(dǎo)現(xiàn)象153二、超導(dǎo)體的特征值153三、超導(dǎo)體的種類(lèi)155四、超導(dǎo)電性理論基礎(chǔ)156五、超導(dǎo)材料研究的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律158第二節(jié) 稀土高溫超導(dǎo)材料和性質(zhì)159一、稀土高溫超導(dǎo)材料159二、稀土高溫超導(dǎo)體的性質(zhì)160第三節(jié) 稀土超導(dǎo)材料的制備161一、稀土銅氧化物超導(dǎo)體的合成161二、YBCO薄膜的制備163第四節(jié) 超導(dǎo)材料的應(yīng)用164參考文獻(xiàn)166第十章 稀土信息化學(xué)品第一節(jié) 稀土磁光材料167一、磁光效應(yīng)167二、稀土磁光的來(lái)源168三、稀土磁光材料的種類(lèi)168四、稀土磁光材料的制備170五、磁光材料的應(yīng)用171第二節(jié) 稀土磁泡材料172一、磁晶各向異性的概念172二、磁泡材料的特征值173三、各種稀土磁泡材料174四、稀土磁泡材料的制備175五、稀土磁泡材料的應(yīng)用176第三節(jié) 稀土玻璃光纖176一、光導(dǎo)原理176二、光纖材料的特征值177三、稀土玻璃光纖的種類(lèi)179四、稀土玻璃光纖的制備181五、光纖材料的應(yīng)用182參考文獻(xiàn)183第十一章 稀土貯氫材料第一節(jié) 貯氫作用機(jī)理184一、氫化物類(lèi)型和貯氫合金成分選擇依據(jù)184二、金屬氫化物貯氫原理185三、金屬氫化物的結(jié)構(gòu)187四、貯氫材料的特征值187五、貯氫材料應(yīng)具備的條件188第二節(jié) 稀土元素的影響和LaNi5三元系189一、稀土元素的影響189二、LaNi5三元系190第三節(jié) 稀土貯氫材料的制備191一、合金熔煉法191二、化學(xué)合成法191三、物理氣相沉積法192第四節(jié) 貯氫材料的應(yīng)用192一、用于氫氣的貯存和運(yùn)輸192二、用于氫氣的提純和分離193三、高性能充電電池193四、氫化物熱泵用于空調(diào)與采暖194五、用于催化195參考文獻(xiàn)197第十二章 稀土功能陶瓷第一節(jié) 稀土壓電陶瓷199一、壓電效應(yīng)199二、壓電材料的特征值200三、晶體的鐵電性201四、各種稀土壓電陶瓷202五、稀土壓電陶瓷的制備202六、壓電陶瓷的應(yīng)用202第二節(jié) 稀土透明電光鐵電陶瓷203一、電光效應(yīng)203二、各種稀土透明電光鐵電陶瓷204三、稀土透明電光鐵電陶瓷的制備205四、稀土透明電光鐵電陶瓷的應(yīng)用206第三節(jié) 稀土半導(dǎo)體陶瓷206一、半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)206二、稀土半導(dǎo)體陶瓷的晶界效應(yīng)207三、稀土半導(dǎo)體陶瓷的種類(lèi)208四、稀土半導(dǎo)體陶瓷的制備210五、稀土半導(dǎo)體陶瓷的應(yīng)用210第四節(jié) 稀土電介質(zhì)陶瓷211一、電介質(zhì)的特征值211二、各種稀土電介質(zhì)陶瓷212三、稀土電介質(zhì)陶瓷的制備213四、稀土電介質(zhì)陶瓷的應(yīng)用213第五節(jié) 稀土磁性陶瓷214一、各種稀土磁性陶瓷214二、稀土磁性陶瓷的制備215參考文獻(xiàn)216第十三章 稀土納米材料第一節(jié) 納米材料和發(fā)展的歷史217第二節(jié) 納米微粒材料218一、納米微粒的基本特征218二、納米微粒的結(jié)構(gòu)220三、納米微粒的特性221第三節(jié) 納米塊體材料222一、納米塊體材料的特征222二、納米塊體的結(jié)構(gòu)223三、納米塊體的特性224第四節(jié) 納米復(fù)合材料227一、納米復(fù)合材料的特征227二、納米復(fù)合材料的種類(lèi)228第五節(jié) 稀土納米材料的種類(lèi)229一、稀土納米發(fā)光材料229二、稀土納米磁性材料233三、稀土納米陶瓷材料234四、稀土納米復(fù)合材料235五、稀土納米合金238參考文獻(xiàn)239第十四章 稀土添加劑第一節(jié) 稀土電鍍添加劑241一、稀土鍍鉻添加劑241二、水溶液中電沉積稀土合金245三、稀土化學(xué)鍍添加劑248四、稀土鍍鋅添加劑252五、稀土復(fù)合電鍍添加劑254六、其它稀土電鍍添加劑254第二節(jié) 稀土導(dǎo)電粉255一、導(dǎo)電粉255二、稀土和Sb共摻雜SnO2導(dǎo)電粉262參考文獻(xiàn)263

章節(jié)摘錄

插圖：小批量和具有特定功能的專(zhuān)用性質(zhì)構(gòu)成了稀土精細(xì)化學(xué)品量與質(zhì)的兩個(gè)基本特性。稀土精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)全過(guò)程不同于一般化工產(chǎn)品，它是由化學(xué)合成、復(fù)配增效、制劑和商品化四個(gè)生產(chǎn)部分組成的，在每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中又派生出各種化學(xué)的、物理的、生理的、技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的要求。隨著其服務(wù)的各工業(yè)領(lǐng)域的工藝革新和對(duì)品質(zhì)的要求提高，自身產(chǎn)品的升級(jí)換代比較頻繁，故稀土精細(xì)化工是高技術(shù)密集度的產(chǎn)業(yè)，需投人大量的人力、物力進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)。稀土精細(xì)化學(xué)品的綜合生產(chǎn)特點(diǎn)可歸結(jié)為以下幾方面。1.小批量、多品種生產(chǎn)由于大多數(shù)稀土精細(xì)化學(xué)品的產(chǎn)量較小，商品競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng)，更新?lián)Q代快，因此，稀土精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)必然是以小批量為主。與大型石油化工、大化肥和冶金工業(yè)等大生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品相比，稀土精細(xì)化學(xué)品的批量要小得多，而相似的品種卻較多。原因：一是其特定的應(yīng)用行業(yè)的用量不多，效果卻很大，故其生產(chǎn)批量不會(huì)太大，也不能太大。二是為達(dá)到最佳使用效果，每一特定的使用條件下都有一種類(lèi)型的產(chǎn)品與之配合。2.以添加劑的形式出現(xiàn).大量采用復(fù)配技術(shù)由于稀土及其化合物在一些材料、工業(yè)過(guò)程甚至動(dòng)植物生長(zhǎng)過(guò)程中，添加少量即起著獨(dú)特的作用，被人們譽(yù)為“工農(nóng)業(yè)的味精”。故在稀土精細(xì)化學(xué)品行業(yè)大量采用配方技術(shù)，通過(guò)添加一定量的稀土及其化合物來(lái)改善一些精細(xì)化學(xué)品的性能.3.采用多用途、多功能特別是間斷式生產(chǎn)裝置較多稀土精細(xì)化學(xué)品在生產(chǎn)上表現(xiàn)為經(jīng)常更換和更新品種，并往往是在一套設(shè)備上、不同時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)不同類(lèi)型的產(chǎn)品。因此，通常采用間斷式的生產(chǎn)裝置，廣泛采用多品種綜合生產(chǎn)流程和多用途、多功能生產(chǎn)裝置，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。

編輯推薦

《稀土精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》闡述了目前國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展的稀土精細(xì)化學(xué)品組成、結(jié)構(gòu)、性能、制備和應(yīng)用，著重論述了稀土發(fā)光化學(xué)品、稀土染料、稀土涂料、稀土催化劑、稀土激光材料、稀土磁性材料、稀土超導(dǎo)材料、稀土信息化學(xué)品、稀土貯氫材料、稀土功能陶瓷、稀土納米材料、稀土添加劑等。

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