稀土之戀

計劃的促進，當時為了分離錒系放射性元素，使用了離子交換法。由于離子交換法是一個可以進行連續分離的技術，連同稀土的氧化、還原變價方法的發展，以及稀土分析儀器和分析方法的發展。用于稀土的分離也獲得了成功。

上世紀40年代以后，國外才實現了可以生產全部純稀土元素，從而有條件開展稀土材料的合成，性質與應用的研究，距離現在也不過半個多世紀，由此可見，稀土發展的歷史不長，在這之前，主要使用混合稀土。

上世紀的50年代至70年代，蘇院士根據國家的需要，從事自稀土礦中提取，分離和提純稀土的研究，建立中間工廠。并結合實際應用，開展配位化學，萃取化學，溶液化學與變價化學等基礎研究。

從錦州石油六廠建成從獨居石分離釷和獲得混合稀土富集物后，1958年首先在國內長春應用化學所，建成了從獨居石和包頭礦的混合稀土中分離稀土的中間工廠，獲得了除鉕和鈧以外的15個純稀土的中間工廠。1970年在江西南昌，參加了從鎢細泥中用萃取法分離稀土的工作，獲得了純鈧。至此，蘇院士課題組在國內實現了分離獲得全部純稀土。

稀土中的釔不屬于鑭系元素，由于它的離子半徑類似于鑭系而混入鑭系的行列，一般是位于重鑭系部分。但由于它的離子半徑是取決于化學鍵的共價性的變化，因此按釔的化學性質排序，它在鑭系中的位置也是可變的。

上世紀50～60年代，蘇院士根據大量鑭系與釔在不同化合物中的化學性質變化順序，提出了釔與鑭系彼此之間的位置變化的規律。共價性大時，它的性質類似于重鑭系而位于重鑭系部分；但當離子性大時，則位于輕鑭系部分。

根據這一變化規律，20世紀50年代末，蘇院士就在應化所開展了使用溶劑萃取法分離稀土的研究，用添加氨水的水楊酸，馬尿酸和環烷酸等有機羧酸的溶劑萃取法分離釔，當使用環烷酸萃取時，可以把釔的位置調到輕稀土的鑭的前面，它的萃取性質不同于重稀土，從而實現了目前在工業上已廣泛使用的環烷酸萃取分離釔的方法。

此外，他還曾研究了變價稀土的制備和變化規律，提出了鈰的濕法空氣氧化法，避免了粉塵，改善了環境，已在工業生產中應用。

在國外，上世紀40年代中期，由于采用離子交換法解決了較大量生產各個單一純稀土以后，開始了大量研究不同稀土的性質，特別是稀土的激光性能和發光性能，在20世紀60年代初就發現釹，釤的激光，以及以后一系列的稀土紅外激光，除了大量使用釹激光器用于測距，軍用尋的，醫療等外，稀土鉺的光纖放大器已經成為目前跨洋遠距離激光通訊不可缺少的材料和設備，現在，稀土激光晶體和光纖已成為固體紅外激光器的主流。70年代，又發明了使用釔，銪，鋱的三基色節能熒光燈，目前已廣泛應用。60～70年代，在稀土磁性材料方面，發明了釤鈷永磁材料，它的最大磁能積遠高于過去使用的鐵氧體和鋁鎳鈷，嶄露了稀土卓越的磁學性能。

50～60年代，我國稀土的應用主要是混合稀土，包括打火石，硅鐵稀土合金，球墨鑄鐵和稀土拋光粉等。在方毅同志定期在包頭主持的4.15會議上，根據當時我國已經可以生產每個純稀土的情況，蘇鏘院士提出了應重視和開展單一純稀土應用的建議，從應用混合稀土進入應用各個稀土的時期。

50年代末，他們將中間工廠得到的純氧化釹立刻交給位于應用化學所對面的中科院長春光學精密機械研究所，研制釹玻璃激光器，釹玻璃激光器在國外是60年代初發現的。長春光機所利用蘇院士所提供的氧化釹，很快也于60年代初在我國制得第一個釹玻璃激光器，縮短了與國外的差距。

從此，在我國開辟了繼純鈰以后，應用其他純稀土的先河。隨后，我國很快也生產出使用重稀土釔，銪，鋱的三基色節能熒光燈。利用我國具有豐富重稀土的優勢，目前，我國已成為生產與出口稀土三基色節能熒光燈的大國。

62年心血終化蝶 稀土為國增“光彩”

20世紀70年代以后，國外大量開展了純稀土的光、磁，電等物理性質和催化等化學性質的研究，發現稀土具有很優良的性能。特別是在光學性能方面，觀察到不同的稀土具有不同的光譜和光學特性，研制出發射不同波長的稀土發光材料和激光材料，用于照明，顯示，通訊，醫療，激光武器，激光核聚變等工業與國防等各個領域。90年代末，發明了使用稀土熒光粉的白光發光二極管LED， 比稀土三基色熒光燈更節能，使用壽命更長，稀土給人類帶來了光明。

隨著彩電的出現與發展，稀土發光材料又先后大量應用于陰極射線彩電，PDP彩電和液晶彩電和手機的背光源上，產生各種鮮艷的彩色，稀土又為世界增添了光彩。在化學性質方面，發現有些稀土具有儲氫的性能，利用鑭-鎳金屬間化合物制成儲氫電池；有些稀土又具有儲氧的性能，利用鈰催化劑用于處理汽車尾氣。

在磁性材料方面，80年代，研制出性能最優良的釹鐵硼永磁材料，磁能積最高；加入稀土鏑以后，大大提高了矯頑力，成為“永磁王”，目前，它已在風力發電機，電動機，耳機，手機等能源、汽車、軍用和民用領域獲得廣泛使用，稀土就在我們身邊，成為我們日常生活中不可缺少的一族元素。

目前，國外正在大力將稀土的基礎研究結果擴大至醫療和生物等各個領域的應用，并大力研發稀土探測器，現已廣泛使用于醫院的各種近代成像設備中，如CT， PET-CT， SPECT ， X射線透視等高能射線探測器和MR造影劑，稀土已成為保護人類健康不可缺少的重要材料。

由于稀土在各方面的應用，它已成為全球的戰略元素。在國內，70年代以后，每個單一的純稀土已經可以得到，根據國家的需要，蘇院士轉入稀土固體化學和稀土材料的基礎研究和應用研究，重點圍繞稀土光譜和稀土光學材料開展工作。參加了測距用的摻釹鋁酸釔激光晶體和液態激光材料的研究。并研究鏑的發光性能，研制出鏑的高壓汞燈，通過吉林省的鑒定，并獲得國內與韓國的專利。他們又研究稀土的長余輝稀土熒光粉，用于圖像的存儲與顯示，以及用于交流LED，減少燈光閃爍，與企業合作投入生產。

在稀土光譜的基礎研究方面，蘇院士研究了稀土離子光譜的電荷遷移帶，獲得了計算稀土離子光學電負性的公式。所得數據的系統性和規律性都優于現有周期表的電負性數據。只要從實驗求得三價銪離子的電荷遷移帶，就可以計算出其他稀土未知的電荷遷移帶的位置，計算值與實驗值的符合很好?！跋⊥岭x子光譜性質的研究”于2001年獲得中國科學院自然科學獎二等獎。

在變價稀土的研究方面，他們首先提出了在含四面體硼酸根的硼酸鹽中，可以在高溫空氣下直接還原制得低價銪、釤和鐿的簡易和安全的不等價取代法，不必使用氫氣等易燃、易爆的氣體；并從缺陷化學的角度，提出了還原的機理。隨后又從硼酸鹽擴大至用于含四面體基團的硼磷酸鹽，鋁酸鹽和硅酸鹽中銪等變價稀土在空氣下的還原。此法獲得了國外文獻的廣泛引用。

1999年底，由于廣東省有很豐富的稀土資源和稀土離子吸附型礦，輕、重稀土俱全，又是蘇院士的家鄉，闊別50年后，他回到廣州中山大學化學與化工學院繼續開展稀土工作，并與長春應化所合作。

其時，正是國外白光LED剛研制出來不久，在廣東珠江三角洲很快就開始跟上的時候。在廣東省的大力支持和與企業的合作下，他們很快就在學院內開展了稀土白光LED的研究，并結合PDP彩電所需的真空紫外熒光粉和場發射FED彩電的熒光粉，合成了大量的可以發射不同顏色的稀土發光材料，研究其光譜和發光性能。做到了發光顏色與色坐標可調，色域可調，色溫可調和顯色指數可調。

他們研究了發光強度和熒光壽命與溫度的關系，用于測量溫度和用于航天器的風洞測溫；還擴展了激發波長至高能區域，使用X射線，γ射線和β射線作為激發源，研制稀土固體劑量器，用于探測從事放射性和高能射線的人員、航天員和航天器所受的射線劑量；并研制稀土閃爍材料，用于航天，安檢，保安，高能物理，天體物理與醫療等方面。

最近，我國高能物理所在大亞灣中微子地下實驗室對中微子的研究獲得了舉世矚目的基礎研究結果，就是他們使用大量的稀土釓液體閃爍體做中微子探測器的，稀土在這一成果中發揮了重大的、關鍵的作用。

在稀土應用方面，在“量大面廣”的導向下，國內多年來集中在稀土拋光粉（以鈰為主），汽車尾氣催化劑（以鈰為主），混合稀土農肥，釹鐵硼永磁材料（釹、鏑），三基色稀土節能燈發光材料（銪、鋱）和鎳氫電池（鑭）等幾項，有些已出現產能過剩，重復建設等現象。

62年來，蘇院士被稀土的“元素眾多，歷史不長，年紀還輕，特性各異，很多未知，充滿挑戰，用途極寬，國內豐產，前景廣闊”所迷住了，愛上了稀土，與稀土朝夕相處，夢想同行。

“我相信，我國將很快從稀土資源優勢，轉化為經濟優勢和科技優勢，從稀土大國成為稀土強國?！碧K院士憧憬著。