貫穿鑭系元素系列：從 La (III) 到 Lu (III) 鑭系元素受體的磷酸鹽親和力趨勢和穩(wěn)定性

領(lǐng)域：稀土分離

題目：

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

團(tuán)隊：美國明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)系,Valérie C.Pierre期刊：Inorg.Chem.(impact factor: 5.165) 1 區(qū)進(jìn)展：

兩種1,2-羥基吡啶基鑭系元素（III）受體—LnIII-2,2-Li-HOPO 和 LnIII-3,3-Gly-HOPO（LnIII=LaIII、PrIII、NdIII、SmIII、EuIII、GdIII）的親和力趨勢、TbIII、DyIII、HoIII、ErIII、TmIII、YbIII和 LuIII）—通過與中銪(III)類似物的競爭，通過發(fā)光光譜研究了整個系列的磷酸鹽。無論配體如何，稀土受體在整個系列中都表現(xiàn)出對其磷酸鹽的親和力急劇且持續(xù)的增加，其中較晚的鑭系元素對氧陰離子的親和力最高。這種趨勢反映了鑭系元素受體的穩(wěn)定性，它也從 LaIII到 LuIII顯著連續(xù)增加。對于這兩個配體，稀土的離子半徑（一個與其路易斯酸度直接相關(guān)的參數(shù)）與其對陰離子的親和力密切相關(guān)，無論該陰離子是否與其配位（在這種情況下為 1,2-羥基吡啶配體）或鑭系元素受體靶向的客體（在這種情況下為磷酸鹽）。這些觀察結(jié)果表明磷酸鹽配位缺乏位阻。鑭系元素受體的增加功效伴隨著穩(wěn)定性的增加。LuIII-2,2-Li-HOPO非常高的穩(wěn)定性，加上其對磷酸鹽的高親和力，使其成為轉(zhuǎn)化應(yīng)用到醫(yī)學(xué)或環(huán)境磷酸鹽封存的特別有希望的候選者，因為更高的穩(wěn)定性將進(jìn)一步降低風(fēng)險陰離子分離過程中的稀土浸出。鑭系元素配合物（2,2-Li-HOPO 的 LuIII配合物比 LaIII配合物穩(wěn)定至少7 個數(shù)量級）之間異常大的穩(wěn)定性差異預(yù)示著稀土分離的潛在應(yīng)用。

稀土釩酸鹽、鈮酸鹽、鉭酸鹽系列的自激活和鉍相關(guān)光致發(fā)光第一性原理研究

領(lǐng)域：發(fā)光材料

題目：

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

團(tuán)隊：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院

期刊：Inorg Chem (impact factor: 5.2) 2 區(qū)

進(jìn)展：

稀土釩酸鹽、鈮酸鹽和鉭酸鹽表現(xiàn)出自激活和Bi3+激活的發(fā)射。它們的本征發(fā)射被歸因于自捕獲激子(STEs)，但關(guān)于激發(fā)態(tài)的幾何和電子結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息仍然未知。對于Bi3+摻雜劑，其發(fā)光機(jī)理有兩種，即Bi3+(V/Nb/Ta)5+金屬-金屬電荷轉(zhuǎn)移和構(gòu)型間(3P0,1 →1S0) 躍遷。在這里，使用混合泛函的第一性原理計算被用來解決這些問題。與Bi3+相關(guān)的激發(fā)主要是由Bi3+和(V/Nb/Ta)5+離子上的空穴和電子組成的激子復(fù)合，而激發(fā)主要是由Bi3+的6p 躍遷引起的。Bi3+在所有的寄主中都有空穴陷阱能級，真空參考結(jié)合能圖中的陷阱能級幾乎是平的，而在鉭酸稀土中只有電子陷阱能級。此外，根據(jù)計算，鈮酸鹽和鉭酸鹽中觀察到的長波長發(fā)射被解釋為束縛于本征缺陷的激子。這項工作加深了我們對STEs 的理解，并為解釋其他三元閉殼層d0過渡金屬氧化物的類似發(fā)光現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ)。通過對Bi3+相關(guān)躍遷的澄清和真空參考結(jié)合能圖的分析，可為Bi3+活化熒光粉的設(shè)計和優(yōu)化提供應(yīng)用。

用于放氧反應(yīng)的在開放框架磷酸鎳納米棒陣列上生長的 Ce 摻雜 FeNi 層狀雙氫氧化物納米片

領(lǐng)域：催化材料

題目：

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

團(tuán)隊：安徽師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，功能分子固體教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，安徽省新能源汽車電池儲能材料工程實(shí)驗室

期刊：ACS Applied Energy Materials (impact factor:6.02) 2 區(qū)進(jìn)展：

在電催化劑中摻雜外來原子可以有效地調(diào)整電子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高電催化活性。這項工作在泡沫鎳支撐的開放框架磷酸鎳納米棒陣列上構(gòu)建了具有無定形結(jié)構(gòu)的Ce 摻雜FeNi LDH（LDH，層狀雙氫氧化物）的三維集成電極（作為 CFN@VSB-5/NF) 通過水熱電沉積兩步法。所構(gòu)建的CFN@VSB-5/NF 電催化劑僅需要226 mV 的過電位即可產(chǎn)生 100 mA cm-2的電流密度，Tafel斜率為43.1mVdec-1，明顯低于FN@VSB-5/NF(η100=273 mV) 不添加Ce。此外，CFN@VSB-5/NF 可以在 500 mA cm-2的電流密度下連續(xù)催化50小時而沒有明顯的電位波動，在大電流密度下表現(xiàn)出吸引人的耐久性。進(jìn)一步的研究表明，優(yōu)異的析氧反應(yīng)（OER）電催化性能應(yīng)歸因于所構(gòu)建的CFN@VSB-5/NF 催化劑的高本征活性、最佳表面和電子結(jié)構(gòu)。此外，與傳統(tǒng)的FeNi 基催化劑相比，目前的 CFN@VSB-5/NF 集成電催化劑在大電流密度下也表現(xiàn)出更強(qiáng)的OER 電催化活性和優(yōu)異的穩(wěn)定性。值得注意的是，這項工作為構(gòu)建具有高 OER 活性的非貴金屬電催化劑提供了途徑。

層狀稀土氫氧化物（RE=Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Y）的一般合成和直接剝離成具有高顏色純度的單層納米片領(lǐng)域：納米材料題目：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

團(tuán)隊：中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

期刊：J.Phys.Chem.Lett.(impact factor:6.475) 1 區(qū)進(jìn)展：

層狀稀土氫氧化物（LREHs）是一種很有前途的光學(xué)和磁性材料，但很難通過直接剝離獲得單層納米片。本研究中，有機(jī)十二烷基硫酸鹽（C12H25SO4-，DS-）用于制備LREH。LREHs 的面內(nèi)晶格參數(shù)從Sm3+降低到Er3+，與單調(diào)減小的離子半徑相關(guān)。相反，層間距隨著主體層電荷密度和相應(yīng)插入的DS-含量的增加而略有增加。通過在甲酰胺中對LREH 進(jìn)行直接超聲處理，獲得了厚度約為 1 nm、尺寸約為500 nm 的納米片。與塊狀晶體相比，剝離導(dǎo)致面內(nèi)晶格常數(shù)的輕微伸長和更不對稱的配位環(huán)境。氫氧化銪納米片的懸浮液表現(xiàn)出非常高的紅光發(fā)射純度（91.4%）。這項工作證明了有效合成具有高純色度的明確 LREH納米片的重要方案。

基于第一性原理計算和電負(fù)性理論研究稀土Ce 在鎂合金中的強(qiáng)化機(jī)制

領(lǐng)域：金屬材料

題目：

Study on the Strengthening Mechanism of Rare Earth

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

團(tuán)隊：南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

期刊：Materials (Basel) (impact factor: 3.1) 3 區(qū)

進(jìn)展：

隨著稀土鎂合金的工業(yè)應(yīng)用逐漸增多，開發(fā)低成本、高含量稀土鎂合金具有明顯的優(yōu)勢。而稀土元素的加入完全改變了基體鎂合金的合金化順序。因此，需要進(jìn)一步研究Ce 元素在鎂合金中的強(qiáng)化機(jī)制。本文基于第一性原理計算，分析了Mg-Al-Mn-Ce 多組分鎂合金中可能存在的第二相的熱力學(xué)穩(wěn)定性，推導(dǎo)出了關(guān)鍵稀土相的析出順序。結(jié)果表明，優(yōu)先析出的Al11Ce3和Al10Ce2Mn7相不能成為初生α-Mg 的形核核心，晶粒細(xì)化機(jī)制是晶界處的第二相阻礙了鎂晶粒的生長。此外，拉伸試驗結(jié)果表明，Al-Ce 相與Mg-Al 相混合的增強(qiáng)組織在室溫和高溫下均有利于提高鎂合金的力學(xué)性能。