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镧系锗酸盐合成及应用的研究进展

2021-12-16郝先东邱宏菊桂雨曦段利平

硅酸盐通报 2021年11期

郝先东,邱宏菊,桂雨曦,段利平,陈 菓,高 磊

(1.云南民族大学,昆明市能源材料化学重点实验室,昆明 650500;2.云南民族大学,化学与环境学院,昆明 650500)

0 引 言

稀土化合物是指含有钪、钇和15种镧系元素的氧化物、硅酸盐、卤化物、硼化物、碳化物、硫化物等物质的总称[1]。稀土化合物由于稀土元素的4f电子结构,电子能级丰富,因此稀土化合物具有光、电、磁、核等特殊的物理化学性能,可以用来制备高效发光材料和屏蔽材料[2-3],以及石油化工中的催化材料[4]、储氢材料[5]和防辐射材料[6]等。

镧系锗酸盐是稀土化合物中一类重要的化合物,其分子式为xM+2/+1LnO·yGeO2(Ln=La~Lu,M为+2或+1价金属阳离子)。镧系锗酸盐的物理化学特性与稀土化合物和硅酸盐相似,主要展现为光学[7]、电学[8]、磁学[9]以及铁电[10]等物理化学性能,并拥有高熔点和稳定的化学性能,因此镧系锗酸盐已经在发光[7]、核废料储存[11]和固体电解质[8]等领域有着深入的研究。Ho2Ge2O7表现出明显的各向异性磁性,可以作为磁性记录材料[12];La9.33Ge6O26由于其独特的间隙传导机制,可以作为中温固体电解质[8];Eu2GeO5表现出强烈的红光发射,可以作为发光材料[7];YFeGe2O7具有显著的低温铁磁有序现象,可以用作磁性器件[10]。

镧系锗酸盐的制备方法有很多种,常用的方法有高温固相法、助熔剂法、水热合成法和络合法。高温固相法具有工艺简单、产量高等优点[13];助熔剂法较高温固相法具有合成温度更低、反应速度更快、晶体热应力更小、晶体更均匀完整等特点[13];水热合成法的温度较低,材料纯度较高,反应进行的更加彻底,同时可以通过调整矿化剂浓度、水热合成温度和压力调整晶体形貌[14];……

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