稀土元素分析_刘文华.pdf

稀土元素的分析化学性质立志当早，存高远稀土元素的分析化学性质（一）稀土元素的化学性质简述稀土元素位于元素周期表的ⅢB 族，包括钪（Sc）、钇（Y）和镧系元素（Ln）共17 个元素。

Ln 又包括镧（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）和镥（Lu）。

它们的原子序数分别为21,39 和5771。

其中镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕为轻稀土，钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇为重稀土。

稀土元素是典型的金属元素，其金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，近似于铝。

稀土金属在空气中不稳定，与潮湿空气接触会被氧化而变色，因此需要保存在煤油中。

稀土金属能分解水，在冷水中作用缓慢，在热水中作用较快，放出氢气。

稀土金属与碱不起作用。

（二）稀土元素主要化合物的性质1．稀土氧化物在稀土分析化学中，稀土氧化物是一类非常重要的化合物。

各种稀土元素标准溶液基本上是用高纯的稀土氧化物配制而成的。

稀土氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐及稀土金属在空气中灼烧均可获得稀土氧化物。

经灼烧后，多数稀土元素生成三价氧化物，铈为四价氧化物CeO2，镨为Pr6O11，铽为Tb4O7。

稀土氧化物不溶于水和碱性溶液中，能溶于无机酸（氢氟酸和磷酸除外）。

2．稀土草酸盐稀土草酸盐的溶解度较小，这是草酸盐重量法测定稀土总量的基础。

随着原子序数的增大，稀土草酸盐的溶解度增大，因此当用重量法测定重稀土元素时较轻稀土的误差大。

在800-900℃灼烧稀土草酸盐可使其完全转化为稀土氧化。

《稀土元素铕钐在Sr9Y（PO4）7材料中发光性能的研究》篇一稀土元素铕钑在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究一、引言随着科技的不断进步，稀土元素因其独特的电子结构和光学性质在材料科学中扮演着越来越重要的角色。

其中，铕（Eu）和钐（Sm）元素作为稀土元素的重要成员，因其特有的光谱特征在发光材料中受到广泛关注。

本文着重研究这两种稀土元素在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能，为进一步优化和开发新型发光材料提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料准备本实验所使用的材料为Sr9Y(PO4)7基质材料以及铕、钐的硝酸盐。

在制备过程中，通过控制掺杂浓度，得到不同比例的铕、钐掺杂的Sr9Y(PO4)7材料。

2. 实验方法实验采用高温固相反应法合成掺杂材料，并通过X射线衍射（XRD）分析材料的晶体结构，利用光谱仪测量样品的发光性能。

三、实验结果与分析1. 晶体结构分析通过XRD分析，我们发现铕、钐的掺入对Sr9Y(PO4)7材料的晶体结构影响较小，仍保持原有的晶体结构。

这为后续的发光性能研究提供了良好的基础。

2. 发光性能研究（1）铕的发光性能：在Sr9Y(PO4)7材料中掺入铕后，样品表现出强烈的红色发光性能。

随着铕浓度的增加，发光强度先增加后降低，存在一个最佳的掺杂浓度。

这是由于适量的铕离子能够有效地替代Y离子并形成发光中心，而过高浓度的铕离子则可能导致离子间的能量传递效率降低。

（2）钐的发光性能：与铕不同，钐的掺入使材料表现出绿色发光性能。

随着钐浓度的变化，发光颜色和强度也会发生变化。

通过调整钐的掺杂浓度，可以实现颜色的调节。

此外，钐的掺入还可以增强材料的能量传递效率，从而提高发光强度。

四、讨论本实验研究了铕和钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能，发现两种稀土元素的掺入均能显著提高材料的发光性能。

通过调整掺杂浓度，可以实现颜色的调节和发光强度的优化。

此外，我们还发现，适量的稀土元素掺杂可以有效地替代基质中的其他离子并形成发光中心，从而改善材料的发光性能。

关于有色金属中稀土元素的化学分析研究稀土元素是有色金属中的一种成分，因能够强化晶界，被称为“工业维生素”，能够在化工生产中起到强化有色金属结构组织、使有色金属的强度和它的合金的强度明显增加从而延长其使用寿命，并且可以让金属颗粒更加细致。

下文中，笔者将结合个人从事化工生产与实验的经验，分析稀土元素在化工生产中的作用，阐述稀土元素在不同类型合金金属中的化学分析方法与注意事项，以供同行借鉴与参考。

标签：化工生产；稀土元素；有色金属1 稀土元素在有色金属中的作用分析1.1 稀土元素能够与有色金属产生化学反应，起到净化杂质的作用为了清除或者改变有色金属中的杂质（包括非金属和金属），化工产生中常常使用稀土元素与目标金属元素产生化学反应，起到稳定、强化晶界，提高熔点等作用。

举例说明，稀土元素能够与硅合金、铁合金发生化学反应，生成化合物，改变有色金属原有的固溶处理，起到降低有色金属电阻率的作用。

当非金属杂质与稀土元素发生化学反应，生成化合物的熔点将升高，起到细化网络晶粒结构、提升合金属性的作用。

1.2 稀土元素能够减少合金中的氢元素含量存在于有色金属中的氢元素（在液态合金中效果尤其明显），容易由原子转化为高分子形态，导致裂缝问题的产生，降低了金属化合加工的质量，影响了金属产品的性能。

专业人士指出，为了减少有色金属中的氢原子数量，可以使用稀土元素（0.1%-0.3%）与其发生反应，从而实现铝合金中氢原子含量的降低。

1.3 稀土元素能够降低合金的张力依据调查，在加入适量的稀土元素后，铝合金的表面张力数值被明显降低，提升了铝合金的铸造性能和成型性能，使其性能符合国家检验标准。

1.4 稀土元素能够增强有色金属的耐腐蚀、抗氧化、耐高温性能经生产实例证明，在铝金属及铝金属合金中加入稀土元素后，其在盐水中的耐腐蚀、抗氧化、耐高温性能都得到提升，性能数值要远远高于未加入稀土元素之前的状态。

2 稀土元素与有色金属及其化合物的化学分析2.1 稀土元素与铝及铝合金的化学分析在生产实验中总结得出，当向稀土元素的配液中加入铝合金后，以氢氧化钾为介质，以铝合金为电极，进行铝合金、铝的电化学测试，发现：稀土元素阻碍了铝离子的电离现象，增强了铝合金的抗腐蚀性；电离现象的减弱，提高了铝合金的均匀度；电极反应的极化作用减弱，增强了铝合金的结构稳定性，以上几点原因全面提升了铝合金的化学性能和质量。

稀土元素及其分析化学课程设计课程背景稀土元素是现代工业发展和高科技的重要原材料，在很多领域被广泛应用，例如芯片制造、燃料电池、高温超导材料等。

由于稀土元素具有复杂的成分和结构特点，因此对稀土元素分析化学的研究和实践具有重要意义。

本课程设计旨在让学生了解稀土元素的基础知识、分析方法、应用技术等方面，培养学生的实验能力和创新意识。

课程大纲第一章：稀土元素基本概念1.稀土元素的定义、种类、分布和用途2.稀土元素的常见化学性质和物理性质3.稀土元素的电子结构和离子化趋势4.稀土元素的金属-氧化物间电子迁移谱系第二章：稀土元素分析方法1.常用的稀土元素分析方法，包括光谱法、电化学法、分离富集法等2.稀土元素分析样品处理方法及其优缺点评价3.稀土元素分析实验设计方法和数据处理方法4.稀土元素分析故障排除方法和误差分析方法第三章：稀土元素应用技术1.稀土元素在热电致冷材料中的应用2.稀土元素在氢储存材料中的应用3.稀土元素在光学材料中的应用4.稀土元素在医药、环境等领域的应用第四章：稀土元素实验设计1.稀土元素离子选择性电极的制备和性能测试2.稀土元素荧光分光光度法测定方法的建立和应用3.稀土元素高效液相色谱法测定方法的建立和应用4.其他稀土元素实验设计案例的引导和探讨教学方法本课程结合理论教学和实验操作，通过教师讲解、案例分析、学生讨论、实验设计等方式，使学生对稀土元素的基础知识和实际应用有更加深刻和全面的认识。

课程设计注重培养学生的实践能力和创新意识，鼓励学生在实验设计中发挥主观能动性，结合实际情况提出具有实际指导意义的问题和解决方案。

评估方法本课程的评估方法包括以下几个方面：1.考试成绩：主要考查学生对课程内容的掌握情况，包括理论知识、分析方法、实验设计等方面。

2.实验报告和论文：学生需提交实验设计和实验结果的报告，以及结合实践情况的小论文。

3.参与度和表现：鼓励学生积极参与讨论和实验操作，评价学生的课堂表现和参与度。

%)为：41.24，41.27, 41.23, 41.26。

求分析结)% = 41.25%第2章2•某试样经分析测得含锰质量分数(果的平均偏差、标准偏差和变异系数。

(41.24 41.27 41.23 41.26(4各次测量偏差分别是d 1=-0.01% d 2=+0.02% d 3=-0.02% d 4=+0.01%S 0.018 CV=x X 100%=415100%=0.044%3 .某矿石中钨的质量分数(%)测定结果为：20.39, 20.41 , 20.43。

计算标准偏差s及置信度为95%时的置信区间。

20.39 20.41 20.43 (0.02)2£(0.02)2解：X =3 %=20.41% s= 1 3/ %=0.02%查表知，置信度为 95%, n=3时，t=4.303"+4.303X0.02卩=(20.41 士 -- -j =— )% =(20.41 士 0.05)%6.测定试样中 P 2O 5质量分数(%),数据如下：8.44, 8.32, 8.45, 8.52, 8.69, 8.38 .用Grubbs 法及Q 检验法对可疑数据决定取舍，求平均值、平均偏差 d 、标准偏差s 和置信度选90%及99%的平均值的置信范围。

解：将测定值由小到大排列 8.32, 8.38, 8.44, 8.45, 8.52, 8.69.可疑值为X n(1)用Grubbs 法决定取舍 8.69为可疑值由原始数据求得X =8.47% s=0.13%X n —X 8.69-8.47G 计算= s =0.13=1.69查表2-3，置信度选 95%, n=6时，G 表=1.82 G 计算v G 表，故8.69%应予保留。

(2) 用Q 值检验法_X n-X n) 8.69-8.52Q 计算=^T=8.69£.32 =°.46v'| di=(0.01 0.02 0.02 0.01)% = 0.015%di2 2 2(0.01 )2■ (0 .02 )2■ (0 .02 )2 - (0 .01 )n -14 _1嗨0.018%查表2-4, n=6 时，Q0.90=0.56 Q 计算v Q 表故8.69%应予保留。

《稀土元素铕钐在Sr9Y（PO4）7材料中发光性能的研究》篇一稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究一、引言随着科技的不断发展，稀土元素在许多领域都展现出了独特的性质和优势。

在光学材料领域，稀土元素如铕（Eu）和钐（Sm）的掺杂已经成为改善材料发光性能的重要手段。

本文将重点研究稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。

二、材料与实验方法1. 材料制备本实验采用Sr9Y(PO4)7作为基质材料，通过掺杂稀土元素铕和钐来改善其发光性能。

首先，将原料按照一定比例混合，经过高温固相反应制备出掺杂了稀土元素的Sr9Y(PO4)7材料。

2. 实验方法本实验采用光谱分析技术，通过测量掺杂材料的光谱特性，分析其发光性能。

具体包括：（1）激发光谱测量：测定不同波长下的激发光谱，分析激发光对发光性能的影响。

（2）发射光谱测量：测定不同波长下的发射光谱，分析发光强度、颜色等性能。

（3）寿命测量：测定材料的荧光寿命，分析其发光稳定性。

三、实验结果与分析1. 激发光谱分析通过测量掺杂了铕钐的Sr9Y(PO4)7材料的激发光谱，我们发现该材料在紫外光激发下具有较好的发光性能。

随着激发光波长的变化，材料的激发强度也发生变化，表明该材料对不同波长的激发光具有较好的响应能力。

2. 发射光谱分析发射光谱测量结果表明，掺杂了铕钐的Sr9Y(PO4)7材料在可见光区域内具有较好的发光性能。

发光颜色随着铕钐掺杂浓度的变化而变化，表明该材料的发光颜色可通过调整稀土元素掺杂浓度来实现调控。

此外，该材料的发光强度较高，表明其具有较好的发光效率。

3. 荧光寿命分析荧光寿命测量结果表明，掺杂了铕钐的Sr9Y(PO4)7材料具有较长的荧光寿命，表明其发光稳定性较好。

这为该材料在长时间工作的光学设备中的应用提供了有利条件。

四、结论通过研究稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能，我们发现该材料具有较好的发光性能、颜色可调性和较长的荧光寿命。

稀土分析报告引言稀土元素是指周期表中镧系元素（包括镧、铈、钕、钐、铕等共17种元素）。

它们具有独特的化学和物理性质，广泛应用于各个领域，如磁性材料、电子产品、光学器件等。

稀土元素的分析是验证其纯度和确定其含量的重要过程，本报告旨在介绍稀土分析的方法和技术。

分析方法原子吸收光谱法原子吸收光谱法是常用的稀土分析方法之一。

该方法通过测量稀土元素溶液在特定波长下对特定光的吸收情况，进而确定其浓度。

这个方法的原理基于原子在特定能量下吸收特定频率的光的特性。

使用原子吸收光谱法进行稀土分析需要先将样品溶解成溶液，并利用所需的特定波长的光源进行测量。

X射线荧光光谱法X射线荧光光谱法也是常用的稀土分析方法之一。

该方法使用X射线激发样品中的原子，使其发生荧光，然后通过分析荧光的强度和能量来确定稀土元素的含量。

这个方法的优点是能够同时测量多种元素，但对于样品的制备和设备的要求较高。

电感耦合等离子体发射光谱法电感耦合等离子体发射光谱法是一种高灵敏度和高准确性的稀土分析方法。

该方法通过将稀土样品溶解成溶液，并通过电感耦合等离子体发射光谱仪来测量稀土元素的发射光谱。

该方法的优点是测量速度快、准确性高，并且能够同时测量多种元素。

然而，该方法的设备和操作相对复杂，价格较高。

分析步骤1.样品制备：将待分析的稀土样品溶解成溶液，以便后续的测量分析。

2.选取合适的分析方法：根据具体的分析需求和样品性质，选择合适的稀土分析方法，如原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法等。

3.测量样品：将样品放入仪器中进行测量，确保测量条件的准确性和可重复性。

4.数据处理：根据仪器测量结果，进行数据处理和分析，计算出稀土元素的含量。

5.结果分析：根据数据分析结果，进一步分析样品的纯度和稀土元素的含量。

6.报告撰写：根据分析结果撰写稀土分析报告，包括实验方法、数据处理和结果分析等内容。

分析结果经过稀土分析，我们得到了如下结果：稀土元素含量（%）镧25铈10钕15钐20铕 5结论根据我们的分析结果，样品中含有较高的镧和钐元素，而铕元素的含量较低。

《稀土元素铕钐在Sr9Y（PO4）7材料中发光性能的研究》篇一一、引言稀土元素因其独特的电子结构和光学性质，在材料科学、物理、化学等多个领域具有广泛的应用。

其中，铕（Eu）和钐（Sm）作为稀土元素中的典型代表，其发光性能尤为突出。

Sr9Y（PO4）7作为一种具有优良物理化学性质的基质材料，被广泛应用于发光材料的研究中。

本文旨在研究稀土元素铕钐在Sr9Y（PO4）7材料中的发光性能，以期为新型发光材料的开发提供理论依据和实验支持。

二、材料与方法1. 材料本研究所用材料包括：稀土元素铕、钐、磷酸盐以及化学计量比制备的Sr9Y（PO4）7材料。

2. 方法采用高温固相反应法，制备不同稀土元素掺杂的Sr9Y（PO4）7材料。

利用X射线衍射仪（XRD）分析材料的晶体结构；利用光谱仪测试材料的发光性能，包括激发光谱、发射光谱以及发光强度等参数。

三、实验结果与分析1. 晶体结构分析XRD测试结果表明，不同浓度的铕、钐掺杂对Sr9Y（PO4）7材料的晶体结构无明显影响，说明稀土元素的引入未改变基质材料的晶体结构。

2. 发光性能分析（1）激发光谱分析：随着铕、钐浓度的增加，材料的激发光谱发生变化。

铕的引入使得材料在紫外光区出现明显的激发峰，而钐的引入则使得材料在可见光区出现新的激发峰。

（2）发射光谱分析：在特定激发波长下，掺杂铕、钐的Sr9Y（PO4）7材料表现出明显的发射峰。

其中，铕的发射峰位于可见光区，而钐的发射峰则位于近红外光区。

随着掺杂浓度的增加，发射峰强度先增大后减小，表明存在最佳掺杂浓度。

（3）发光强度分析：通过对比不同掺杂浓度的材料发光强度，发现适量掺杂铕、钐可显著提高Sr9Y（PO4）7材料的发光强度。

当掺杂浓度过高时，发光强度反而降低，这可能是由于浓度猝灭效应所致。

四、讨论本研究表明，稀土元素铕、钐的引入可显著改善Sr9Y（PO4）7材料的发光性能。

这归因于稀土元素的4f电子在不同能级间的跃迁所产生的发光效应。