稀土金屬對聯(lián)苯中強或弱C-C 鍵的選擇性裂解作用

Selective Cleavage of the Strong or Weak C-C Bonds in Biphenylene Enabled by Rare-Earth Metals

領(lǐng)域：稀土材料化學(xué)

團隊：北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，北京分子科學(xué)國家實驗室，稀土材料化學(xué)與應(yīng)用國家重點實驗室，生物有機化學(xué)與分子工程教育部重點實驗室

期刊：Journal Of The American Chemical Society(Impact factor:8.222)

環(huán)芳烴中C-C 鍵的選擇性裂解是人們非常感興趣的問題，但仍然難以實現(xiàn)，特別是對于具有活性和惰性C-C 鍵的分子。我們在此報告了一項研究成果，即聯(lián)苯的活性和惰性C-C 鍵可以通過與聯(lián)苯、石墨鉀以及具有不同金屬中心的稀土配合物進行反應(yīng)，實現(xiàn)可控的斷裂。

對于鈧，鍵激活發(fā)生在Caryl-Caryl單鍵上，生成9-scandaforerene。對于镥，反應(yīng)是通過對聯(lián)苯中的環(huán)芳烴進行縮環(huán)得到苯并五苯二陰離子镥。通過分離中間體和DFT 計算，說明了選擇性的來源和反應(yīng)機理。

從鎳氫電池中回收稀土金屬：全面綜述

Recovery of rare earth metals from Ni-MH batteries:A comprehensive review

領(lǐng)域：稀土元素回收

團隊：新南威爾士大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院可持續(xù)材料研究與技術(shù)中心

期刊：Renewable and Sustainable Energy Reviews(Impact factor:16.799)

近年來，由于對關(guān)鍵金屬的需求不斷增長，以及旨在實現(xiàn)零碳排放和減少環(huán)境影響的國家和國際立法的實施，鎳氫電池（NiMHB）的回收利用引起了人們的極大關(guān)注。通常，鎳氫電池含有 10 wt% 的稀土元素 (REE)，包括鑭、鈰、釹和鐠。然而，這些稀土元素中的大部分（大于 90%）每年都被丟棄在垃圾填埋場。這些金屬的稀缺性及其礦藏僅集中分布在少數(shù)幾個國家的情況引起了全球的極大關(guān)注。解決這一問題的現(xiàn)有策略之一是通過城市采礦提取稀土元素。本研究對從廢鎳氫電池中回收稀土元素的現(xiàn)有策略和技術(shù)進行了深入的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性綜述。此外，還討論了從水介質(zhì)中單獨分離鑭、鈰、釹和鐠的最先進方法，相應(yīng)的挑戰(zhàn)和不足，以及潛在的未來發(fā)展方向。這項研究旨在提供一個變革性的認識，了解從鎳氫電池中回收稀土元素的各種方法、從不同二次資源中單獨分離稀土元素的現(xiàn)有技術(shù)，以及廢鎳氫電池回收過程中的潛在改進。這項工作的成果將有助于開發(fā)更加高效和有效的稀土元素回收方法，并有助于解決人們?nèi)找骊P(guān)注的稀土元素匱乏和提取對環(huán)境的影響問題。

稀土三碲化物的合金效應(yīng)對電荷密度波和磁性特征的影響

Alloying effect of rare-earth tritellurides on the charge density wave and magnetic properties

領(lǐng)域：磁性材料

團隊：美國亞利桑那州立大學(xué)物質(zhì)、運輸與能源工程學(xué)院

期刊：Applied Physics Review(Impact factor:19.527)

在眾多范德華材料中，稀土三碲化物（RTe3）可用于研究磁性、超導(dǎo)和電荷密度波（CDW）等多種現(xiàn)象。這些研究顯示了反鐵磁性三碲化物陽離子合金對完全可調(diào)的近室溫 CDW 特性的影響。通過化學(xué)氣相傳輸技術(shù)合成了 DyxGd1-xTe3和 DyxTb1-xTe3合金，并通過改變稀土金屬試劑的比例控制稀土元素的組成。結(jié)果表明，晶格參數(shù)可以隨著稀土陽離子成分的變化而不斷調(diào)整，從而導(dǎo)致內(nèi)部化學(xué)壓力的變化。與溫度相關(guān)的拉曼光譜和電傳輸測量表明，RTe3合金的 CDW 轉(zhuǎn)變溫度（TCDW）隨晶格參數(shù)/化學(xué)壓力的變化而變化，跨越 300～ 380 K。多種磁轉(zhuǎn)變的出現(xiàn)意味著不同稀土元素之間的相互作用產(chǎn)生了復(fù)雜的磁相互作用。總體研究結(jié)果介紹了控制 CDW行為的方法，并對 RTe3合金中的磁有序性提供了寶貴的見解，有助于進一步研究和更好地了解其特性。

稀土氧化物基電催化劑:合成、性能及應(yīng)用

Rare earth oxide based electrocatalysts: synthesis,properties and applications

領(lǐng)域：催化材料

團隊：南開大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津市稀土材料與應(yīng)用重點實驗室，稀土與無機功能材料研究中心，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院，西安理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系

期刊：Chemecal Society Reviews(Impact factor:60.615)

作為一種重要的戰(zhàn)略資源，稀土在元素周期表中由 17 種元素組成，即 15 種鑭系元素（Ln）（La-Lu，原子序數(shù)為 57 至 71）、鈧（Sc，原子序數(shù)為 21）和釔（Y，原子序數(shù)為 39）。在催化領(lǐng)域，4f 電子的定位和不完全填充賦予了稀土獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，包括豐富的電子能級結(jié)構(gòu)、可變的配位數(shù)等，使其在電催化領(lǐng)域具有巨大的潛力。在各種稀土催化材料中，基于稀土氧化物（REO）的電催化劑因其制備工藝簡單、結(jié)構(gòu)可變性強而在電催化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。同時，稀土氧化物的電子軌道結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的電子轉(zhuǎn)移能力，可降低決定速率步驟的帶隙和能壘值，進一步加速電催化反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移；然而，目前還缺乏對基于稀土氧化物的電催化研究最新進展的系統(tǒng)綜述。本綜述系統(tǒng)地總結(jié)了基于REO 的納米催化劑的合成、性質(zhì)和應(yīng)用，并詳細討論了它們在電催化中的應(yīng)用。它包括氫進化反應(yīng)（HER）、氧進化反應(yīng)（OER）、氫氧化反應(yīng)（HOR）、氧還原反應(yīng)（ORR）、二氧化碳還原反應(yīng)（CO2RR）、甲醇氧化反應(yīng)（MOR）、氮還原反應(yīng)（NRR）等電催化反應(yīng)，并進一步討論了稀土在上述反應(yīng)中的催化機理。這篇綜述及時、全面地總結(jié)了當前基于稀土的納米材料在電催化反應(yīng)中的應(yīng)用進展，并對未來基于 REO 材料的電催化應(yīng)用進行了合理的展望。

作為高頻電磁材料的石墨裝飾軟磁 2:17 型稀土鈷納米合金的一般合成方法

A General Synthesis of Soft Magnetic 2:17-Type Rare-Earth Cobalt Nanoalloys Decorated with Graphite as High-Frequency Electromagnetic Materials

領(lǐng)域：磁性材料

團隊：北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

期刊：Advanced Functional Materials(Impact factor:19.924)

本文報告了一種通過精確控制非晶態(tài) RE-Co 前驅(qū)體的鈣熱還原來制造一系列單相2:17 型稀土鈷（RE2Co17，RE=Y、Ce、Pr、Nd 和 Gd）納米合金的通用方法。通過精確控制兩種離子的共還原，形成了高純度的六方RE2Co17相，而不會析出Co 和其他 RE-Co 相，從而避免了RE 金屬合金中雜質(zhì)或第二相的缺點。通過在共還原過程中引入石墨烯氧化物，進一步制備了由表面裝飾有納米石墨的花朵狀RE2Co17納米合金構(gòu)成的RE2Co17/石墨納米結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的磁性平面各向異性 RE2Co17合金相比，這些經(jīng)石墨裝飾的 RE2Co17納米合金保留了高飽和磁化率(51.2～ 102.9 A·m2kg-1)，矯頑力也異常提高（152～ 310.5 Oe）。此外，這些RE2Co17/石墨納米結(jié)構(gòu)在 11.76～ 18 GHz 的應(yīng)用頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的微波吸收性，顯示了其作為新型Ku 波段電磁材料的應(yīng)用潛力。這項工作為大規(guī)模生產(chǎn)各種單相2:17 型RE-Co 納米合金提供了一條途徑，并通過構(gòu)建新型復(fù)合結(jié)構(gòu)拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域。