功能材料稀碱稀土溴化物的热力学行为及性能研究

铯与稀土形成的溴化物具有上转换发光性能，是一类发光和激光材料。而已有的合成方法具有明显的盲目性，特别是对那些非一致溶解的化合物。因此，选择有效的合成方法成为该领域研究的瓶颈。本项目拟利用半微量相平衡法得到系列REBr3-CsBr-H2O/HBr三元/四元相图，以此为热力学依据，定向合成出目标物。对目标物进行单晶培养和结构分析、热稳定性研究、物相分析、量热研究，最后进行光学性能研究。关联结构-性能，探索某些内在规律，优化合成路线，最终得到具有应用价值的上转换发光优良功能材料。所得表征结果可为该类材料的应用提供动力学和热力学支撑。本研究结果，既可丰富稀碱/稀土理论，又可适时解决该类化合物合成中的瓶颈问题，推进该类功能材料的应用。

卤化铯 铯与卤化稀土形成的化合物或以其做为主格晶体掺杂其它稀土离子具有上转换发光性能，是一类发光材料，具有潜在的应用价值。而已有的合成方法合成方法具有一定的盲目性，特别是对那些非一致溶解的化合物。本项目研究了溴化铯与溴化稀土在水及氢溴酸介质中的相化学关系，用相平衡方法合成新的相关化合物，得到卤化铯与卤化稀土相互作用的相化学规律。. 本项目通过对14个三元体系CsBr-LnBr3-H2O(298.15K)（Ln = la、ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）和9个四元体系CsBr-LnBr3-HCl-H2O(298.15K)（Ln = Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）的研究，发现了14个新化合物，新化合物存在的相区较小，且是固液异成份溶解的化合物，新化合物在四元体系中存在的相区大于三元体系。四元体系CsBr-TbBr3-HBr-H2O(298.15K)无新固相化合物形成，但有有限固溶体形成，而相应的三元体系则有新固相化合物系形成。轻稀土相化学关系相似，重稀土则表现出多样性。对新化合物进行了TG-DTG、XRD和光学性能表征，铽、镝、钬与溴化铯形成的化合物具有低温磁性，新固相化合物（除了La、Ln外）具有上转换发光性能。测定了新化合物的标准摩尔形成焓，计算的得到相应的标准摩尔形成焓。为新化合物的进一步深入研究提供了理论基础。. 以原始小球藻和蛋白核小球藻作为受试藻种，发现化合物Cs3Er2Br9.16H2O和Cs3Tm2Br9.16H2O的浓度为1/1000~1/100000mM时，对藻细胞的具有增殖作用，而浓度大于2/100时，则藻细胞的生长受到抑制，藻类中铯离子含量明显提高，对铯离子污染水质的净化具有一定的作用。