稀土高分子材料研究现状和展望

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1、本科生课程论文及评阅书课程名称：高分子化学课程论文成绩论文题目：稀土高分子材料的研究现状和展望系（部）名称：化学与生命科学系专业名称：化学工程与工艺学生学号：2009111445学生姓名：蒋悦夏6稀土高分子材料的研究现状和展望摘要:由于稀土元素基本相同的外层电子排布和独特的内层4f电子结构,赋予了稀土元素及其化合物独特的电、光、磁、热等性能,以及界面效应、屏蔽作用和化学活泼性等多种特殊的功能,使其在高分子材料的合成、改性等方面有广泛的应用。本文综述了稀土化合物在高分子催化、耐热性及光致发光等方面的研究现状，并预测了其可能的发展方向。关键字：稀土高分子材料催化耐热性光致发光Pr

2、esentstatusandprospectofrareearthhighpolymermaterialsAbstract:Basicallythesameastheouterlayerofrareearthelectronicarrangementandtheuniqueinner4felectronicstructureofrareearthelementsgivetheuniqueelectrical,optical,magnetic,thermalandotherproperties;andtheinterfaceeffect,shieldingeffect,chem

3、icalactivityandavarietyofspecialfeaturestorareearthcompounds,whichhasextensiveapplicationsinpolymersynthesis,modificationandsoon.ThispaperreviewsPresentstatusofrareearthcompoundsinthepolymercatalysis、heatresistanceandPhotoluminescenceandtolookintoitsdevelopmenttrends.Keywords:rareearthhighp

4、olymermaterials;catalysis;heatresistance;Photoluminescence1引言稀土元素是指元素周期表ⅢB族中，第四周期的Sc、第五周期中的和第六周期中从La到Lu(镧系元素)共17种元素的统称。严格地讲，ScY和La不是稀土元素，因为它们没有4f电子。稀土元素的主要特征是从Ce到Lu新增加的电子都填充在内层4f简并轨道上，除Sc、Y外，稀土元素原子的价电子结构是(n-2)f0～14(n-1)d0～1ns2，其特征价态是+3价。稀土元素的性质随其核电核数增加发生单调变化或周期性变化，前者与4f内层上电子数目的增加有关，后者则是由于全充

5、满(f14)、半充满(f7)或全空(f0)的4f内层具有特殊稳定性。例如，随着稀土元素原子序数增加，其离子半径不断减小(镧系收缩)及由此产生的碱性逐渐减弱；4f简并轨道上未成对电子数目所决定的顺磁感应性；La3+、Gd3+、Lu3+近邻或次近邻的元素具有可变价态等。而稀土高分子泛指稀土金属掺杂或键合于高分子中的聚合物主要分为两大类型：一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散在单体或聚合物中，制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子；二是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合，或稀土化合物配位在聚合物侧链上，获得以键合方式存在的含稀土的聚合物，称为键合型稀土高分子[1]。早在20世纪60年代

6、，国内外许多学者就开始从事稀土化合物在高分子科学中的应用研究,并取得了一系列成果，相关的文献，和专利也很多。62稀土高分子材料研究现状由于稀土元素原子特殊的电子层结构，使它们的化合价出现了变价，而价态不同的稀土具有与正常价态稀土迥然不同的特异性能和用途。特别是在高分子材料的催化合成、耐热性能、光致发光方面在近年来的研究已经取得了很大的进展。2.1稀土催化剂由于稀土元素性质活泼、储量丰富，稀土元素的应用日趋广泛和深入，尤其是稀土催化剂是一种稳定性好、选择性高、加工周期短的活泼催化剂，因此在催化剂中的应用得到了化学工作者越来越多的重视。大量实验表明,稀土在催化剂中的应用能提高催化

7、活性[2]～[6]，使催化剂比表面积增大。稀土催化剂具有很好的发展前景，在种类繁多的催化材料中，稀土催化剂因其独特的催化性能，在高分子的合成催化当中无处不在。朱蔚璞等[7]研究了以三氟甲磺酸稀土(镧、钕、铒)作为单组分催化剂催化ε-己内酯的本体开环聚合反应，并通过实验考察稀土元素种类、催化剂浓度、聚合时间及温度对单体转化率和聚合产物分子量的影响，结果表明，这类催化剂在催化聚合过程中具有单一活性中心，且催化活性较高。用稀土和三氟甲磺酸相混合作为单组分催化剂催化ε-己内酯本体进行开环聚合，虽然催化效率有所提