聚（苯乙烯－丙烯酰胺）载体－NdCl_3络合物二元催化剂

聚（苯乙烯－丙烯酰胺）载体－ＮｄＣｌ_３络合物二元催化剂李玉良，郑文治，于广谦，李晓莉（中国科学院长春应用化学研究所，１３００２２）二元催化剂较三元催化剂，具有节省资源、简化工艺流程和有益于提高经济效益的优点。虽然聚［苯乙烯－甲基丙烯酸β（甲基亚硫酰?..

稀土-其它过渡金属混合催化剂用于共轭双烯烃的聚合——Ⅳ.(NdCl_3+FeCl_3)·nphen-HAI(i-Bu)_2体系对异戊二烯的聚合

本文报道由(NdCl_3+FeCl_3)·nphen-HAl(i-Bu)_2催化体系引发异戊二烯聚合的结果。在适当Nd/Pe比下,该体系对异戊二烯聚合的活性可超过单一钕或铁催化剂的活性,同时随催化剂中钕和铁含量的不同,所得产物的微观结构变化很大,当体系中钕含量由100％→0时,产物的顺-1,4结构含量由94.4％→22.1％,而3,4结构含量由5.6％→77.9％。Al/M(N=Nd+Fe)比、单体浓度和聚合温度不仅对聚合活性有影响,对产物的微观结构影响也较大。事实表明,该聚合体系中存在着两种过渡金属(Nd和Fe)活性中心,它们按各自的机理进行异戊二烯的聚合。

NdCl_3-ROH-AlEt_3体系的加料顺序和ROH对异戊二烯本体聚合的影响

对NdCl_3-ROH-AlEt_3催化体系异戊二烯(Ip)本体聚合研究的结果表明:以Ip+AlEt_3+(NdCl_3-ROH)加料方式的催化活性为最高。脂肪醇对催化活性的影响无规律性;笨甲醇、乙醇和正庚醇的催化活性较高,且采用前两者制得的IR门尼粘度高,加工行为良好,性能优异;异构丁醇的催化活性顺序为正丁醇>仲丁醇>叔丁醇。

熔盐电解制备铝-钕母合金的研究

本文是以液态铝为阴极，在稍高于铝-钕合金低共晶点的温度下，熔盐电解制备铝-钕母合金。工作内容分两部分：I、在较低温度(660-700℃)下电解NdCl_3-KCl·NaCl熔体及氟化物添加剂对电解的影响，II、NdCl_3-KCl·NaCl-NaF及NdCl_3-KCl·NaCl-CaF_2熔体部分熔度图。本文第一部分，在30重量%NaCl_3-70重量%KCl·NaCl熔体中，首次于700℃下较系统地研究电解制备铝-钕母合金，电流效率达到78%，加机械搅拌时可达90%，大大超过熔盐电解制备金属钕的电流效率（50%）。但是，实验中看出纯氯化物熔体存在着下列缺点：1、造渣较多，2、当阴极电流密度高于0.75安培/厘米~2时，阴极上生成枝状物沉积；虽然机械搅拌能避免枝状物生成，但操作不便，搅拌棒材料不易解决。本工作的重点是通过添加氟化物改善熔体性能，提高电流效率。实验得出：何氯化物熔体添加氟化物，不仅能改善金属在熔体中的凝聚性能；还能增加熔体流动性、减少造渣、提高熔体稳定性，便于电解质的连续使用；特别是能促进Nd~(3+)离子被铝热还原，使Nd~(3+)离子被电化学还原的同时，伴随的化学还原作用加剧了，提高了钕的沉积效率。本工作还确定，多种氟化物均可作为添加剂，添加量为1%左右，便可得到满意的结果，而无需机械搅拌。实验证实，在熔盐电解制备铝-钕合金时，温度是一个重要因素。除电解质的温度外，阴极合金的温度也有影响，二者的温度愈低，愈有利于提高电流效率。当阴极合金温度不高于675 ℃时，电流效率最高。为配合熔盐电解制取铝-钕母合金，还研究了熔盐的部分物理化学性质。Nd~(3+)离子的析出电势测量结果表明，无论在纯氯化物熔体，还是加有少量氟化物的熔体中，钕在液态铝阴极上的析出电势都比在固态钼阴极上的低1伏左右；不论在液态或固态阴极上，也不论于纯氯化物或加有少量氟化物的电解质中，Nd~(3+)离子的析出电势均随其浓度的增加而下降；但氟化钠的加入使钕的析出电势升高了90毫伏。表面张力测量结果表明，氟化钠使熔体表面张力增大。第二部分，绘制了NdCl_3-KCl·NaCl-NaF及NdCl_3-KCl·NaCl-CaF_2两个熔体的部分熔度图。在实际电解所采用的浓度范围，即NdCl_3含量为10～30重量%时，向熔体添加NaF和CaF_2，对体系初晶点有不同的影响：加1%左右的NaF，体系初晶温度即达到最低点，而加CaF_2，需8%左右才能达到最低点。所得熔度图表明，往溶有10～30重量% NdCl_3的KCl·NaCl熔体添加1%左右的NaF或CaF_2，其初晶点均低于645 ℃，均适于作为在较低温度下电解制备铝-钕母合金的电解质。此外，在附录中还综述了熔盐电解铝-钕母合金的有关研究概况和主要研究方向。

用电动势方法测定Pr-Al、Nd-Al体系的热力学性质和Nd-Al合金组成

本文测定了如下电池 Pr(固)|KCl-NaCl+2%PrCl_3|Pr-Al(X_(Pr) = 0.09-0.19) Pr-Al(X_(Pr) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+2% PrCl_3|Pr-Al(待测) Nd(固)|KCl-NaCl+2%NdCl_3|Nd-Al(X_(Nd) = 0.09-0.19) Nd-Al(X_(Nd) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+2%NdCl_3|Nd-Al(待测)的电动势与温度，待测合金组成的关系。温度范围是670－850 ℃，组成范围是Pr或Nd的摩尔分数从0.01到0.190。在此基础上计算了Pr-Al、Nd-Al合金熔体中各金属的活度、偏摩尔自由能、偏摩尔熵以及合金体系的摩尔混自由能、摩尔混合熵和摩尔混合焓，计算了合金相图的部分液相线温度和不同温度下PrAl_4、NdAl_4的标准生成自由能。在空气和氯气混合气氛下对电池Nd-Al(X_(dd) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+NdCl_3|Nd-Al(待测)的电动势与待测合金组成、电解质中NdCl_3含量的关系进行了探讨。为在电解Nd-Al合金过程中快速、近似分析合金组成提供了依据。在此基础上提出了一种快速、近似的分析方法。

熔融氯化物电解制备NdFe、DyFe和DyAl合金的研究

本文对电解熔融氯化物制备稀土金属钕及钕铁、镝铁合金的电极过程及镝在镝铝合金中的扩散系数，用氯化物熔体电解制备钕铁合金的电解工艺，进行了系统研究。利用线性扫描伏安法（LSV）和计时电位法研究了Nd~(3+)，Dy~(3+)在等摩尔Kcl-NaCl熔体中，在Mo, Fe, Pt三种不同电极上的电极过程；还研究了在可耗铁电极上，电解制备NdFe合金的电解工艺；测定了Dy~(3+)在该熔体中的扩散系数及Dy原子在Al-Dy合金中的扩散系数。研究结果表明，Nd~(3+)在Mo电极上的反应接近于扩散控制的反应。为不可逆过程。反应是一步完成的，转移系数α为0.8。计时电位法证明，Nd同熔体具有较强烈地作用。Nd~(3+)在Fe电极上的反应二步进行。首先是Nd的析出，立即与Fe合金化生成NdFe合金。经X-射线衍射分析证明，合金组成为Nd_2Fe。由于合金化的结果，使Nd~(3+)的析出电位向正方向飘移。第二步反应是由于有大量的Nd析出，Nd向Fe电极内部的扩散已不足以使析出的Nd与Fe合金化，造成纯Nd的析出。由于Nd沉积在电极表面上，活度逐渐趋向于1，故Nd~(3+)的析出电位又向负方向飘移。由于合金化，反应的全过程为不可逆的，αn为0.55～0.65。NdFe合金电解工艺的研究表明，利用体系NdCl_3-Kcl·NaCl-LiF是合适的。LiF的加入有助于溶解电解质中的水不溶物，降低熔体的粘度。浓度和温度对合金化影响较大。深度过高，则有大量纯Nd析出。由于Nd同熔体作用强烈，对电解不利。浓度太低，则金属Na易析出导致电流效率降低。温度高，有利于合金化；但合金中Nd的含量过高且电解质挥发严重；并且Nd同熔体的作用更强烈了。控制电解温度在750～800 ℃，有利于形成合金。我们得到最佳电解工艺条件为：当温度在750～760 ℃时；电流密度在10～13安培/厘米~2；NdCl_3浓度为30%(wt)时，电流效率达最大值为56%。利用LSV和计时电位法对Dy~(3+)在Mo电极上的电极过程进行研究的结果表明，Dy~(3+)在Mo电极上的反应为一步生成金属的反应。反应是扩散控制的可逆过程。反应式为Dy~(3+) + 3e = Dy。利用扫描电镜进一步证实了这个结果。计时电位法测得了Dy~(3+)在该熔体中的扩散系数D与温度下的关系为LgD = 1.65 - 7376/T ± 0.34。同Nd比较，Dy同熔体的作用不很强烈。Dy~(3+)在Mo电极上的电极过程很好地符合可逆反应的规律。LSV方法研究Dy~(3+)在Pt，Fe电极上的电极过程表明，Dy~(3+)在Pt电极上的反应分二步进行。第一步反应为扩散控制的可逆反应。用卷积积分计算出第一步反应的转移电子数为1。与利用扩散方程计算的结果一致。所以，Dy~(3+)在Pt电极上的反应为，Dy~(3+) + e = Dy~(2+) ，Dy~(2+) + 2e = Dy。Dy~(3+)在Fe电极上的反应为不可逆过程。反应为一步还原为金属的反应。阳极溶解伏安曲线表明，Dy在低于800 ℃不与Fe形成合金。在Fe为电极制备DyFe合金，电解温度选择在900 ℃左右为宜。利用阳极计时电位法测定了Dy在Al-Dy合金中的扩散系数。结果表明，Dy在合金内部向合金表面的扩散为阳极溶解反应的控制步骤。测得扩散系数同温度的关系为LgD = 5.81 - 10662/T ± 0.51。(700～850 ℃)扩散活化能为204.1 kJ/mole。较高的活化能说明Dy在Al-Dy合金中的扩散相当困难。

茚基稀土铁双核配合物的合成

本文通过元素分析，红外光谱，垫失重，质谱，核磁共振以及电子能谱的测定，确认合成了下述两种新型的过程金属稀土有机配合物：<1> NdCl_3 + NaCaH_7 →~(THF) C_9H_7NdCl_2·nC_4H_8O C_9H_7NdCl_2 · nC_4H_8O + NaFeC_5H_5 (co)_2·mC_4H_8O →~(THF) Na[C_9H_7NdCl_2Fe(co)_2C_5H_5]·C_4H_8O <2> SmCl_3 + NaC_9H_7 →~(LiCl)_(THF) C_9H_7SmCl_2·(LiCl)_2·nC_4H_8O C_9H_7SmCl_2·(LiCl)_2·nC_9H_8O + NaFe(co)_2C_5H_5·mC_4H_8O → Li_2[(C_9H_7SmCl_3·Fe(co)_2C_5H_5]·C_4H_8O这些化合物可涂于四氢呋喃，氯仿，丙酮，三氯乙酸，吡喀算溶剂，不溶于四氯化碳，汽油，笨等涤剂。对水和空气敏感，同硝酸发生激烈的反应。化合物的红外光谱图中1010cm~(-1)，865cm~(-1)为茚基特征吸收峰，1045cm~(-1), 910cm~(-1)为四氢呋喃分子的特征吸收峰。化合物垫失重图中出现了脱去一个四氢呋喃分子和两个羰基的垫失重谱。本文制备配体GH_7LnCl_2nTHF过程中，合成了一类新型的离子型金属有机配合物。通过元素分析，热失重，红外光谱的测定，确定了合成的化合物组成为[Na[C_4H_8O)_6][(CGH_7)_3Ln)_2Cl] 2 LnCl_3 + 6 NaC_9H_7 →~(THF) [(CGH_7)_3Ln)_2Cl][Na(C_4H_8O)_6] Ln = Nd, Sm 并测得了其晶体结构，Nd[Sm]的晶胞参数为：a = 12.553[12.550](A) b = 12.696 [12.653] (A) c = 10.630 [10.608] (A) α = 97.37 [97.76] (°) β = 91.65 [91.83] (°) γ = 87.19 [86.76] (°) V = 1672.4 [1665.9] (°)此类化合物的晶胞体积有V_(Nd) > V_(Sm)现象，符合镧系收缩的规律。化合物热失重图中表明，有27.5%的失重，相当于失去了六个四氢呋喃分子。化合物的红外光谱图中，1015cm~(-1), 865cm~(-1)为茚基特征吸收峰1055cm~(-1), 910cm~(-1)为四氢呋喃分子的特征吸收峰。这些化合物溶于四氢呋喃，不溶于汽油。对水和空气敏感。

稀土金属La、Nd等在自身氯化物熔盐中溶解过程的研究

本文首次采用实验方法和理论计算相结合，从宏观性质到微观结构进一步深入研究了稀土金属与熔盐的相互作用。藉透明电解槽技术和电化学弱极化方法首次研究了稀土金属La、Nd在各自氯化物熔盐中的溶解过程。采用计算量子化学方法初次计算了金属原子La、Nd等与熔盐中的离子相互作用。并从稀土离子间反应的能量角度讨论了稀土低价离子的稳定性。1）从透明电解槽中观察了金属La、Nd分别在盐Lacl_3+Kcl、NdCl_3kcl体系中溶解时，均产生黑色的金属雾。熔体被金属雾充满而完全不透明分别需要1分半和1分的时间。金属Nd的溶解速度明显快于金属La。其两者的溶解过程可初步认为：1）首先以一些凝聚粒子团进入熔体；2）然后同它们各自熔盐发生化学作用，生成不同价态的离子。经X－射线分析发现熔盐试样中存在La~(2+)、Nd~(2-27+)、Nd~(2-27+)、La~(2+)离子以及Nd、La中性原子。在等摩尔Kcl+Nacl熔盐体系中，金属La、Nd溶解时也将产生黑色的金属雾，但数分钟后，熔体被金属雾充满而呈暗黑色。金属的溶解可能以物理溶解为主。金属Nd在该熔体中的溶解速度也明显大于金属La。以上对La、Nd金属雾的产生过程观察尚未见报道。2）在阴极极化条件下，我们初次发现了金属La、Nd在各自Lacl_3+kcl、Ndcl_3+kcl熔盐中的溶解扩散速度将受到一定程度的抑制，但远不能阻止金属的产生以及扩散于整个熔体中。极化条件下，发现Nd熔体中的金属雾扩散仍然比La熔体中的要快。在等摩尔kcl+Nacl熔盐体系里，阴极极化仍然不能阻止金属Nd的溶解。3）采用电化学弱极化方法首次测定了金属La、Nd分别在Lacl_3+kcl+、Nacl、Ndcl_3+Kcl+Nacl体系中的电化学溶解速度。其自溶解电流密度值分别为:17.4Am/cm~2和29.9Am/cm~2（800℃）以及26Am/cm~2和46.9Am/cm~2(860℃)。增加体系的温度，将有利于金属La、Nd的电化学熔解。金属Nd的电化学溶解速度大于金属La。4）量子化学EHMO计算表明，稀土金属La、Nd、Y溶解于各自熔盐中，不再保持电中性，而是与周围邻近离子发生化学作用，生成低价离子。计算还表明在La~(3+)/Ce~(2+)、Nd~(3+)/Nd~(2+)离子之间，发现有电子云重叠现象。其重叠集居数依次为0.407、1.37和0.18。我们提出有形成原子簇离子的可能。关于La、Nd金属雾呈黑色可根据熔盐中生成的低价离子以及所形成的原子簇离子的吸收光谱性质来加以说明。根据稀土原子的各级电离能，计算了稀土离子（或原子）之间反应的热能。计算表明熔盐中 R_E~(2+)离子较R_E~(1+)离子稳定存在的可能性大。随着La、Ce、Pr、Nd顺序变化，稀土原子与其自身熔盐作用生成低价离子的稳定性趋势增强。这可能是稀土金属在其自身熔盐中的溶解度随La、Ce、Pr、Nd顺序变化而增加的一个缘故。

稀土中性苯配合物的化学键及其配位活化

用INDO方法研究了稀土中性η~0-苯配合物的电子结构及其化学键的配位活化。计算结果表明,NdCl_3和AlCl_3通过Cl桥键联的配位作用降低了钕离子的Lewis酸性和Nd-Cl之间的电荷差及其键的极性,导致NdCl_3在苯中溶解度的增大,从而有利于苯分子跟钕离子的配位反应。苯跟钕离子的配位降低了其C-C和C-H键的强度,使苯环上的烷基化反应易于进行。

熔盐电解制备Ga-Nd合金的研究

Ga-Nd合金对磁性材料及半导体材料的研制是非常有用的。本文详细地研究了采用低熔点的镓作为阴极,从KCl-NdCl_3熔盐中电解制备廉价Ga-Nd合金的工艺条件。 本研究采用KCl-NdCl_3熔盐体系进行电解。KCl为分析纯。NdCl_3由Nd_2O_3(>99.99％)加过量NH_4Cl混合后,在大瓷蒸发皿中于350℃进行搅拌反应,直至产物完全溶于水。用滴定法确定原料中NdCl_3的含量。以金属镓作阴极(纯度为99.99wt％),阴

[Li(THF)_4][Nd(C_8H_8)_2]·2THF的合成及晶体结构

无水NdCl_3与甲基萘锂以1:2摩尔比在THF中反应分离得到一种黑色产物,该产物与环辛四烯反应,分离得到标题化合物,测定了这一新配合物的晶体结构。该晶体属单斜晶系,空间群P2/c,晶胞参数a=1.7858(7)nm,b=1.3243(4)nm,c=1.8085(6)nm,β=106.52(4)°,V=4.10nm~3,D_c=1.268 g/cm~3,Z=4,F(000)=1660,R=0.0774,R_w=0.0733。配合物分子由不相连的阴阳离子对组成,阴离子是由中心钛离子与二个对称的环辛四烯组成,阳离子是由一个锂离子和四个THF分子配位而成,另有二个THF分子作为填充分子存在于晶胞中。

用透明电解槽研究镧、钕在氯化物熔盐中的溶解过程

采用透明电解槽技术首次观察了金属镧、钕分别在LaCl_3_KCl、NdCl_3+KCl以及KCl+NaCl熔盐中的溶解过程。实验发现镧、钕在各自熔盐中溶解时均产生黑色的金属雾。在电解条件下,镧、钕的溶解扩散受到很小的抑制。金属钕的溶解扩散明显快于金属镧的溶解扩散。形成的镧、钕金属雾主要由低价离子和部分金屈粒子(或原子)组成。

温和条件下稀土氯化物-萘催化的碱金属氢化物的合成

本文研究了稀土氯化物对碱金属氢化反应的催化作用.金属钠在稀土氯化物LnCl_3(Ln=La,Nd,Sm,Dy,Yb)和萘的催化下,在常压、40℃下能与氢气反应,生成氢化钠;稀土氯化物的催化活性顺序为LaCl_3>NdCl_3>SmCl_3>DyCl_3>YbCl_3.金属锂可发生类似反应,生成LiH;但其反应动力学曲线与金属钠相比明显不同.稀土氯化物对金属钾的氢化反应不显示催化作用.对反应机理的初步探索表明:碱金属与萘反应生成的阴离子自由基型物种可能是氢化反应的中间体,稀土氯化物的作用是催化该中间体的氢化反应.该反应的产物是一类大比表面积(NaH的比表面积为83m~2/g)、多孔性固体粉末,在空气中可自燃.它们具有比一般市售碱金属氢化物高得多的反应活性,并能与过渡金属配合物组成高活性烯烃加氢催化剂.

A NEW TYPE OF ION-SELECTIVE ELECTRODE FOR NONAQUEOUS SOLUTION

A new type of ion-selective electrode-water membrane system is proposed and an assumption of water membrane is confirmed. A NdCl_3 water membrane electrode has be- en made te demonstrate its applicability to the determination of Nd (PMBP)_3 (PMBP=1- phenyl-3-methyl-4-benzoyl-5-pyrazolone)in cyclohexanone. Conditions for stabilizing potential of reference electrode in nonaqueous system are optimized. It is observed that the potential response on the surface of two immiscible solution is bidirection...

稀土-其它过渡金属混合催化剂用于共轭双烯烃的聚合——Ⅲ.关于两种活性中心及其聚合机理的探讨

研究了(NdCl_3+FeCl_3)r phen-HA_2(i-Bu)_2体系聚合丁二烯。通过固定催化剂中稀土(或铁)含量而改变铁(或稀土)含量的方法,证明了此聚合体系中存在两种不同的对丁二烯聚合有很高催化活性的活性中心,即能使丁二烯聚合成高顺式产物的Nd活性中心,和使丁二烯聚合成几乎是等二元(cis-1,4和1,2构型),聚合物的Fe活性中心。所得产物具确两个T_g和产物分级后可得到cis-1,4为92％和1,2含量为54％的级分,为以上结论也提供了旁证。两种活性中心的催化活性受铝比、聚合温度等的影响,稀土活性体对聚合条件比过渡金属活性体有较宽的适应范围。对其聚合机理进行了探讨,认为两种活性中心分别按各自的聚合机理进行聚合反应。