稀土精細化學品化學

前言

我國是稀土的資源大國、生產(chǎn)大國和應用大國。稀土元素由于具有特殊的電子結構和獨特的物理化學性質，是國內外科學家最關注的一組元素，被美國、日本等國家有關政府部門列為發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)的關鍵元素。稀土精細化學品是指含有稀土元素的精細化學品。精細化學品品種多、附加值高、用途廣泛、產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度大，又直接服務于國民經(jīng)濟的諸多行業(yè)和高新技術產(chǎn)業(yè)的各個領域，大力發(fā)展精細化學品工業(yè)已成為世界各國調整化學工業(yè)結構、提升化學工業(yè)產(chǎn)業(yè)能級和擴大經(jīng)濟效益的戰(zhàn)略重點。精細化學品工業(yè)已是當今化學工業(yè)中最具活力的新興領域之一，而稀土精細化學品一直活躍在精細化學品領域的前沿。稀土精細化學品領域的迅速發(fā)展表現(xiàn)在：其化學結構與其特殊性能之間的關系和規(guī)律，由于其具有的特殊性能已被應用到信息記錄與顯示、激光技術、超導技術、能量轉換與儲存、冶金機械、石油化工、輕工、農(nóng)業(yè)、電子信息、能源、環(huán)保、國防軍工等高新技術領域中；其學科的基礎知識與材料科學、生命科學、信息科學、電子學、光學等多學科的知識綜合交叉；新品種的研究開發(fā)將出現(xiàn)質的變化，從而創(chuàng)造出性能更優(yōu)異的、具有突破性的、完全新型的精細化學品品種。本書闡述了目前國內外迅速發(fā)展的稀土精細化學品組成、結構、性能、制備和應用，著重論述了稀土發(fā)光化學品、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、稀土超導材料、稀土信息化學品、稀土貯氫材料、稀土功能陶瓷、稀土納米材料、稀土添加劑等。本書編寫過程中，參考的文獻很多，在每章后列出了主要參考文獻。在此，謹向被書中引用的原作者們表示深切的謝意。本書的出版得到了上海市高校本科教育高地、上海市重點培育學科建設項目（P1501）、上海市科委重點項目（072305113）資助。在編寫過程中，得到了上海應用技術學院的支持。在此，表示感謝。鑒于“稀土精細化學品化學”這一新興學科所涉及的內容廣泛，又是多學科交叉滲透，加之作者水平所限，書中缺點和錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。劉小珍2009年2月于上海應用技術學院

內容概要

　　《稀土精細化學品化學》主要介紹了目前國內外迅速發(fā)展的稀土精細化學品組成、結構、性能、制備和應用。內容包括緒論、稀土元素的基本性質、稀土發(fā)光化學品、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、稀土超導材料、稀土信息化學品、稀土貯氫材料、稀土功能陶瓷、稀土納米材料、稀土添加劑等?！　　断⊥辆毣瘜W品化學》可供從事應用化學、化學工程與工藝、材料科學與工程等，尤其是新精細化學品研究開發(fā)、生產(chǎn)、管理的科技人員參考，也可作為高等院校應用化學、化學工程與工藝、材料科學與工程等專業(yè)的高年級本科生和研究生的教科書和教學參考書。

書籍目錄

第一章 緒論一、稀土精細化學品的定義1二、稀土精細化學品的分類2三、稀土精細化學品的特點3四、稀土精細化學品在高技術領域的應用4參考文獻5第二章 稀土元素的基本性質第一節(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及化學反應性能15一、稀土元素的一般物理性質15二、稀土元素的化學反應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35二、稀土配合物的配位數(shù)和幾何構型36三、稀土配位化合物的穩(wěn)定性37四、鑭系配合物性質與原子序數(shù)關系中的四分組效應38五、稀土配合物的類型38第五節(jié) 非正常價態(tài)稀土化合物40一、稀土元素的價態(tài)異常與異常價態(tài)稀土離子40二、電離輻射作用下晶體中稀土的價態(tài)41三、非正常價態(tài)稀土化合物42四、非正常價態(tài)稀土化合物的發(fā)展趨勢42參考文獻43第三章 稀土發(fā)光化學品第一節(jié) 材料的發(fā)光機理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)光和復合發(fā)光44三、發(fā)光材料的發(fā)光特征45第二節(jié) 射線致發(fā)光材料47一、稀土陰極射線致發(fā)光材料47二、X射線稀土發(fā)光材料50三、稀土光激勵發(fā)光材料52四、射線致發(fā)光材料的應用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、稀土上轉換發(fā)光材料64四、光致發(fā)光材料的應用65第四節(jié) 稀土電致發(fā)光材料65一、電致發(fā)光機理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86一、稀土蓄能發(fā)光涂料86二、稀土電熱涂料93參考文獻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) 稀土催化劑的應用及研究99一、石油化工催化劑99二、機動車尾氣的凈化催化劑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、稀土在有機合成催化劑中的應用110六、有毒有害廢氣、廢水的催化凈化112七、移動制氫催化劑116八、稀土在化肥催化劑中的應用117參考文獻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、激光工質材料的特征值125第二節(jié) 稀土激光材料的種類和應用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、激光工質材料的應用132參考文獻133第八章 稀土磁性材料第一節(jié) 材料的磁性134一、材料磁性的來源134二、磁場及其特征參量134三、物質磁性的分類135四、磁化曲線和磁滯回線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用151參考文獻151第九章 稀土超導材料第一節(jié) 超導材料的基本特征和超導電性理論基礎153一、超導現(xiàn)象153二、超導體的特征值153三、超導體的種類155四、超導電性理論基礎156五、超導材料研究的經(jīng)驗規(guī)律158第二節(jié) 稀土高溫超導材料和性質159一、稀土高溫超導材料159二、稀土高溫超導體的性質160第三節(jié) 稀土超導材料的制備161一、稀土銅氧化物超導體的合成161二、YBCO薄膜的制備163第四節(jié) 超導材料的應用164參考文獻166第十章 稀土信息化學品第一節(jié) 稀土磁光材料167一、磁光效應167二、稀土磁光的來源168三、稀土磁光材料的種類168四、稀土磁光材料的制備170五、磁光材料的應用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、稀土磁泡材料的應用176第三節(jié) 稀土玻璃光纖176一、光導原理176二、光纖材料的特征值177三、稀土玻璃光纖的種類179四、稀土玻璃光纖的制備181五、光纖材料的應用182參考文獻183第十一章 稀土貯氫材料第一節(jié) 貯氫作用機理184一、氫化物類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、金屬氫化物的結構187四、貯氫材料的特征值187五、貯氫材料應具備的條件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、化學合成法191三、物理氣相沉積法192第四節(jié) 貯氫材料的應用192一、用于氫氣的貯存和運輸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與采暖194五、用于催化195參考文獻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、壓電陶瓷的應用202第二節(jié) 稀土透明電光鐵電陶瓷203一、電光效應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用206第三節(jié) 稀土半導體陶瓷206一、半導體的能帶結構206二、稀土半導體陶瓷的晶界效應207三、稀土半導體陶瓷的種類208四、稀土半導體陶瓷的制備210五、稀土半導體陶瓷的應用210第四節(jié) 稀土電介質陶瓷211一、電介質的特征值211二、各種稀土電介質陶瓷212三、稀土電介質陶瓷的制備213四、稀土電介質陶瓷的應用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、納米微粒的結構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、納米塊體的結構223三、納米塊體的特性224第四節(jié) 納米復合材料227一、納米復合材料的特征227二、納米復合材料的種類228第五節(jié) 稀土納米材料的種類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、稀土納米復合材料235五、稀土納米合金238參考文獻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、稀土化學鍍添加劑248四、稀土鍍鋅添加劑252五、稀土復合電鍍添加劑254六、其它稀土電鍍添加劑254第二節(jié) 稀土導電粉255一、導電粉255二、稀土和Sb共摻雜SnO2導電粉262參考文獻263

章節(jié)摘錄

插圖：小批量和具有特定功能的專用性質構成了稀土精細化學品量與質的兩個基本特性。稀土精細化學品的生產(chǎn)全過程不同于一般化工產(chǎn)品，它是由化學合成、復配增效、制劑和商品化四個生產(chǎn)部分組成的，在每一個生產(chǎn)過程中又派生出各種化學的、物理的、生理的、技術的、經(jīng)濟的要求。隨著其服務的各工業(yè)領域的工藝革新和對品質的要求提高，自身產(chǎn)品的升級換代比較頻繁，故稀土精細化工是高技術密集度的產(chǎn)業(yè)，需投人大量的人力、物力進行研究與開發(fā)。稀土精細化學品的綜合生產(chǎn)特點可歸結為以下幾方面。1.小批量、多品種生產(chǎn)由于大多數(shù)稀土精細化學品的產(chǎn)量較小，商品競爭性強，更新?lián)Q代快，因此，稀土精細化學品的生產(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，稀土精細化學品的批量要小得多，而相似的品種卻較多。原因：一是其特定的應用行業(yè)的用量不多，效果卻很大，故其生產(chǎn)批量不會太大，也不能太大。二是為達到最佳使用效果，每一特定的使用條件下都有一種類型的產(chǎn)品與之配合。2.以添加劑的形式出現(xiàn).大量采用復配技術由于稀土及其化合物在一些材料、工業(yè)過程甚至動植物生長過程中，添加少量即起著獨特的作用，被人們譽為“工農(nóng)業(yè)的味精”。故在稀土精細化學品行業(yè)大量采用配方技術，通過添加一定量的稀土及其化合物來改善一些精細化學品的性能.3.采用多用途、多功能特別是間斷式生產(chǎn)裝置較多稀土精細化學品在生產(chǎn)上表現(xiàn)為經(jīng)常更換和更新品種，并往往是在一套設備上、不同時間內生產(chǎn)不同類型的產(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)濟效益。

編輯推薦

《稀土精細化學品化學》闡述了目前國內外迅速發(fā)展的稀土精細化學品組成、結構、性能、制備和應用，著重論述了稀土發(fā)光化學品、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、稀土超導材料、稀土信息化學品、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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