CsCl/CdCl2与RECl3的水盐体系及其新相的物化性能研究

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本文研究了CsCl与RECl3(RE=Ce、Eu、Yb ,Y)在盐酸(HCl%=11,25℃)介质中反应的相化学关系,绘制了相应的溶度图。为进一步拓宽工作,首次将研究内容拓展到过渡金属稀土氯化物四元体系CdCl2-YCl3-HCl-H2O,研究了三元体系CdCl2-RECl3-H2O(RE=La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd,30℃)的相化学行为,绘制了相应的溶度图。从四元体系中共得到6类8个新物相,对应的化合物分别是3CsCl·CeCl3·3H2O、CsCl·CeCl3·4H2O、5CsCl·EuCl3·8H2O、2CsCl·EuCl3·6H2O、4CsCl·YbCl3·4H2O、2CsCl·YbCl3·8H2O、4CsCl·YCl3·10H2O和3CsCl·2YCl3·14H2O。从三元体系中共得到6个4:1型化合物,它们分别是4CdCl2·LaCl3·12H2O、4CdCl2·PrCl3·12H2O,4CdCl2·NdCl3·12H2O、4CdCl2·SmCl3·12H2O、4CdCl2·EuCl3·14H2O和4CdCl2·GdCl3·14H2O。对上述14个新物相进行了热分析、X-射线粉末衍射、固体紫外-可见吸收、荧光激发和发射光谱等性质的表征。本文研究较之以往研究的新发现是:1. 首次从体系中直接得到CsCl与RECl3形成的3:2型新化合物。2. 首次从体系中得到CsCl与RECl3形成的5:1型新物相。3. 首次研究和了解了这些新物相不同程度的上转换发光现象,其中3CsCl·CeCl3·3H2O、CsCl·CeCl3·4H2O和4CdCl2·NdCl3·12H2O的上转换发光性能较强。上述新的成果及发现,丰富了稀土化学,有进一步研究的价值。 四元体系CsCl-RECl3-HCl-H2O的研究表明,涉及La、Ce、Pr的CsCl盐酸体系,其相化学行为完全一致;涉及Gd与Yb的CsCl盐酸体系,其相化学行为也完全一致;从La到Gd基本上呈现稀土元素的“二分组效应”;但涉及Pr、Nd、Sm、Eu、Gd的体系却显示轻稀土元素相化学行为的多样性(个性),特别是涉及Sm、Eu、Y的三个体系,其个性更为突出。 三元体系CdCl2-RECl3-H2O(RE=La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd,30℃)的研究表<WP=5>明,各体系相化学行为完全一致,比较以往及本文研究的三元、四元体系,当阳离子为氯离子时,可以认为是过渡金属离子Cd2+整合了轻稀土元素相化学行为的相似性,而碱金属离子Cs+可激活轻稀土元素相化学行为的多样性;当阳离子为溴离子时,碱金属离子Cs+又表现出可整合轻稀土元素相化学行为相似性的能力。关于Cd2+的这种对稀土相化学行为相似性的整合及Cs+的这种对稀土元素相化学行为多样性的激活以及对相似性的整合的观点是本文提出的一个新见解。
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