2 5 稀土纳米贮氢材料
为了解决能源、环境、资源等问题,贮氢材料的开发已成为当前材料的研空热点,碳纳米管、纤维类成本高;高比表面活性炭的贮氢温度又太低,应用范围受限;用有机液体贮氢脱氢困难;而用稀土纳米合金材料贮氢成本较低,可大规模生产[12]。贮氢合金是由可吸氢的金属A(Mg、Ca、Ti、Zr、Hf、V和稀土元素Nb、La等)和不吸氢的金属B(Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ni、Zn、Al)组成,合金的性能与A和B的组合关系有关,主要用于制作镍氢电池负极,它以易活化、平台平坦、滞后小、抗中毒性好等优点而被认为是最理想的材料,为了降低成本,多用混合稀土金属或富镧混合稀土取代金属镧,材料成本可大幅降低。
以LaNi5为代素的AB5型贮氢合金材料在NiMH电池中得到广泛应用。用快淬法制备的具有纳米晶格结构的贮氢材料,吸放氢动学性能有较大改善,近年来引起了许多研究工作者的关注[3]。这种纳米晶稀土贮氢合金活化速度快,比热容高,但因其存在着内应力及晶格缺陷,充放电循环稳定性差,不适宜直接作制备电池的原料。卢其云[5]等将上述材料经900℃退火2h,再800℃退火1h两个阶段热处理后的合金仍能保持纳米晶结构,用该合金制成电极各项技术指标已达到电池生产对合金粉的技术要求。
2 6 稀土纳米环保材料
稀土纳米材料具有光催化、激活离子的性能以及稀土化合物的抗菌作用,采用稀土离子和分子的激活催化手段,在禁带中增加新的表面能级,增加活性氧自由基在可见光条件下产生光催化作用,由此提高了材料的抗菌和空气净化效果,所经高售纳米空调、纳米冰箱应运而生。
CeO2具有高折射率和高稳定性,纳米CeO2薄膜可以用于制备各种光学薄膜,如微充电电池的减反射膜,还可以做各种增透膜、保护膜和分光膜。用制成汽车玻璃抗雾薄膜,平均厚度只需30~60nm,能有效防止在汽车玻璃上形成雾气。
太阳光长期暴晒,对人体就会带来危害,发生急性皮炎,促进皮肤老化,甚至患皮癌。日光中对皮肤造成损伤的光线是中波紫外UVB(280~320nm)和长波紫外UVA(320~400nm)。它们对皮肤的损害具有累积性且不可逆,会导致皮癌,特别是高纬度、高海拔地区。具有良好光催化能力的CeO2,其禁带宽度能量为31ev,可覆盖300~450nm范围内紫外线吸收带,能够吸收长波长的紫外区域。并随着粒径减小,吸收带红移,对紫外光具有良好的吸收性能,可以用于制备紫外吸收材料。国外已将CeO2用于防晒霜和高级化妆品的添加剂。研究表明,纳米CeO2对紫外光吸收性能优于常用的TiO2,是更好的紫外吸收剂。用纳米CeO2作为紫外吸收剂,可望用于防止塑料制品紫外照射老化及坦克、汽车、舰船、储油罐等的紫外老化。