“2015年中国稀土十大科技新闻”评选揭晓

 

　　1.“基于稀土纳米上转发光技术的即时检测系统创建及多领域应用”项目获2015年度国家技术发明二等奖

 

　　由军事医学科学院微生物流行病研究所、中国科学院上海光学精密机械研究所、上海科炎光电技术有限公司和北京热景生物技术有限公司的杨瑞馥、周蕾、黄惠杰、黄立华、郑岩、林长青完成的“基于稀土纳米上转发光技术的即时检测系统创建及多领域应用”项目获2015年度国家技术发明二等奖。

　　

　　“基于稀土纳米上转发光技术的即时检测系统创建及多领域应用”项目实现了材料、生物检测、生物传感三个关键领域的融合，在国家973、863等课题支持下，围绕现场快速检测技术（POCT）发展瓶颈，在国际上首次创建了基于稀土纳米上转发光的免疫层析技术平台，实现了现场多靶标快速定量检测；将传统上转发光免疫层析带入了纳米尺度，研制出具有高发光效率、地空间位阻等特性的新型通用生物示踪物；发明了高灵敏、高稳定、智能化可进行单靶标、多靶标检测的系列上转发光生物传感器，创新智能算法设计，实现了检测信号中生物特异信息的剥离与提取。项目建立了完整的专利群，获得中、美、英、法、德等10个国家和地区专利授权45项和4项软件著作权；获得医疗器械注册证书15项，在国际上首次获得稀土纳米上转发光技术的市场准入资格；建成上转发光纳米材料、免疫层析、生物传感器三条生产线，并通过欧盟ISO医疗器械国际认证。

 

　　2、中科院长春应化所氟碳铈清洁分离工艺研究及稀土敏化有机电致发光器件获重大进展

 

　　中国科学院长春应化所稀土资源利用国家重点实验室廖伍平研究小组在科技部973计划、国家自然科学基金优秀青年基金和创新研究群体项目、中科院战略性先导科技专项等项目支持下，自主设计合成并批量制备了新型中性磷萃取剂Cextrant 230，开发出基于该萃取剂的氟碳铈矿清洁分离工艺，完成了该工艺的扩大试验，并于2015年6月18日在西昌通过了由稀土行业协会王晓铁副秘书长任组长的专家验收会。专家组一致认为该工艺达到国际先进水平。

 

　　该工艺针对氟碳铈矿的组份特点和铈易氧化的特性开发出适用于硫酸介质的特效萃取剂，萃取剂合成路线简单、原料易得，具有萃取分离四价铈、铈氟络离子和钍的优良性能，是20年来唯一具有工业化应用前景的国产稀土萃取剂。基于该萃取剂的氟碳铈矿清洁分离工艺具有如下创新点：(1)采用自主研发的廉价高效的新型萃取剂替代价格高昂的进口Cyanex 923萃取剂用于四价铈和氟的萃取，更加有利于工艺的推广；(2)采用一种萃取剂替代了两种萃取剂（Cyanex 923和伯胺萃取剂）实现了四价铈和钍的萃取回收与分离，工艺更加简洁；(3)合理利用廉价的四价铈来固定氟，实现氟资源的回收和增值利用，消除了氟的环境污染。该工艺已申请国家发明专利4项，PCT专利2项，将开拓我国90%以上稀土资源高效、安全、清洁生产的新天地。

 

　　中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室张洪杰研究员带领团队，在科技部863计划、973计划、基金委重大研究计划项目的资助下，潜心研究稀土配合物OLEDs工作机理及器件结构优化，重点探索载流子的注入、传输、分布及其对器件发光性能的影响。经过十多年持之以恒的锐意攻关，团队研发终有突破，先后解决了大面积有机薄膜均匀生长、真空条件下三元微量掺杂及器件边缘效应等工艺技术难题。提出原创性器件设计理念，依据稀土配合物较长的激发态寿命和较宽的能隙，采用稀土配合物作为敏化材料，创新性地设计出新型高性能稀土/过渡金属配合物共掺杂OLEDs，有望实现照明产品及背光源的产业化。

 

　　借助三元微量掺杂技术将稀土配合物引入发光层中，通过精密控制稀土配合物的掺杂浓度使其起到载流子束缚中心与能量传递阶梯的作用，结合器件结构与制备工艺的优化，并实现了稀土配合物与过渡金属配合物的优势互补，在大幅提高了器件综合性能的同时降低了成本，获得了一系列新型红、绿、蓝、黄、白光稀土敏化OLEDs。目前已获授权发明专利11项，初步构建了具有稀土特色的OLEDs器件专利体系，从源头上打破了欧美日韩国家在OLEDs领域的专利封锁及技术垄断，加强了我国在OLEDs领域的国际竞争力。

 

　　3、包头稀土研究院“白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室”获批

 

　　2015年10月14日，科技部下发《科技部关于批准建设第三批企业国家重点实验室的通知》文件，包头稀土研究院申报的“白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室”榜上有名，使内蒙古自治区首次拥有了国家重点实验室。

 

　　包头稀土研究院国家重点实验室将设置科研及管理人员105人，涵盖化学、物理、金属材料、材料设计与评价、选矿等专业。同时，稀土院聘请稀土行业知名专家严纯华院士、张洪杰院士、沈保根院士等作为国家重点实验室专家委员会成员，用以指导国家重点实验室的工作。

 

　　该重点实验室将开展稀土采选新工艺、新技术研究、稀土矿资源高效提取清洁冶炼技术研究、稀土轻质合金材料及应用技术研究、稀土磁性材料及应用技术研究、稀土高效清洁综合回收利用技术研究等五个领域的研究工作；将形成白云鄂博稀土资源包括尾矿的采、选、冶新工艺技术，实现稀土资源的高效清洁提取；形成稀土轻合金材料及稀土磁性材料的产业化技术；形成稀土尾矿、稀土材料中稀土资源的回收利用技术，实现三废达标排放或循环利用。包头稀土研究院国家重点实验室的建设必将对我国稀土行业科技水平的提升和稀土产品产业链延伸起到积极的推动作用，同时也将有效增强稀土院科研实力，提升该院在稀土行业的影响力。

 

　　4、中国科学院包头稀土研发中心揭牌成立

 

　　2015年5月12日，由中国科学院北京分院、内蒙古自治区科技厅、包头市人民政府、（集团）公司四方共建的“中国科学院包头稀土研发中心”在包头市揭牌成立。中科院党组成员、北京分院院长何岩，内蒙古自治区党委常委、包头市委书记王中和出席揭牌仪式并为稀土中心揭牌。 

 

　　稀土中心充分结合中国科学院在稀土方面的科技优势、内蒙古自治区和包头市的政策资金优势以及北方稀土的科技积累优势，紧抓包头稀土产业发展的科技需求，以服务企业这一技术创新主体和提升产业创新能力为导向，发挥稀土中心的桥梁和纽带作用，全面提升稀土资源选冶、稀土环保、稀土功能与结构材料、稀土应用产品的科研开发以及稀土人才引进与培养和科研工作机制优化等方面的工作水平，助力改造提升包头市现有稀土企业创新能力，大力培育和发展包头市高新技术产业，推进包头市稀土产业向“高精尖”迈进。

 

 

　　5.两稀土项目获2015年度中国有色金属工业科学技术一等奖

 

　　由中国恩菲工程技术有限公司、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、内蒙古包钢（集团）稀土高科技股份有限公司、四川省稀土行业协会、包头华美稀土高科有限公司、溧阳罗地亚稀土新材料有限公司共同承担的“稀土工业污染物排放标准（GB26451-2011）”和南京格洛特环境工程股份有限公司的“稀土工业中挥发性有机废气 VOCs 复相催化氧化治理技术及装备”获2015年度中国有色金属工业科学技术一等奖。

 

　　“稀土工业污染物排放标准（GB26451-2011）”是为贯彻国家相关环保法律、法规和国家加强重金属污染防治工作的有关要求，保护环境，防止污染，促进稀土工业生产工艺和污染治理技术的进步而制定的。该标准规定了稀土工业企业或生产设施水污染物和大气污染物排放限值、监测和监控要求，以及标准的实施与监督等相关规定。自该标准实施之日起，稀土工业企业的水和大气污染物排放控制按该标准的规定执行。

 

　　“稀土工业中挥发性有机废气 VOCs 复相催化氧化治理技术及装备”项目创造性地将VOCs治理从单纯的气态条件下分解优化为对吸收液中有机物的去除、对固体吸附剂上有机物的氧化分解（吸附剂再生）和废气中少量残留有机物的多形态去除模式，具有国际领先水平。该技术具有处理效率高、适用范围广、装置投资及治理成本低的特点，可将废气中芳香族、复杂苯环、长直链、硫醇等有机污染物彻底降解为CO2和水而达到废气净化的目的。已成功应用于中国稀土、中铝稀土、五矿稀土等19家稀土企业的萃取挥发性有机废气治理，治理后废气VOCs均已达标并通过了环保部组织的稀土行业环保核查。

 

　　6、福建物构所“白光LED用高性能稀土发光材料的研制”项目通过验收

 

　　2015年1月29日，中国科学院福建物质结构研究所牵头承担的福建省科技重大专项专题“白光LED用高性能稀土发光材料的研制”通过福建省科技厅组织的专家验收。

 

　　该专题围绕白光LED高效稀土荧光粉的开发和应用开展研究，通过室温阳离子交换法和平行放大，突破低成本、规模化合成氟化物红光荧光粉的关键技术，制备出具有自主知识产权的氟化物红粉，发光量子产率达到98%，性能指标与国际主流氮（氧）化物红粉产品相当，同时研制出铝酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等4种体系的新型发光材料，掌握YAG改性黄粉公斤级制备核心技术。采用所研制的氟化物红粉和YAG铝酸盐黄粉进行白光LED器件封装，得到的暖白光器件显色指数（Ra）81、色温（CCT）3556 K、流明效率达到116 lm/W，LED器件满足低色温、高显色性和高发光效率室内照明的要求。

 

　　专题实施期间，该专题1件发明专利被授权；在Nat. Commun.等国际期刊上发表论文12篇；出版英文专著1部；获得材料合成新工艺3项。合作企业采用氟化物红粉和YAG铝酸盐黄粉封装生产出LED产品，降低生产成本，有效提高产品竞争力，取得了良好的经济和社会效益。

 

　　7、微重稀土高矫顽力烧结研究新进展

 

　　中国科学院宁波材料所稀土研究团队在前期无重稀土高矫顽力磁体研发及产业化研究的基础上，在利用晶界扩散方法制备微重稀土高矫顽力磁体方面取得新进展，为推动高矫顽力烧结铁硼的重稀土减量化和平衡高效利用稀土资源注入了新的活力。

 

　　晶界扩散本质上是以晶界作为通道，将重稀土从磁体表面扩散到内部，在晶界相和主相之间形成含有高浓度重稀土元素的过渡层，从而改善晶界和主相结合部的组织结构和磁性，该方法能够在大幅降低重稀土用量的前提下实现提升磁体矫顽力，同时保持剩磁不会出现明显的降低。根据这一研究思路，研究团队通过技术方法的不断创新和提高，充分挖掘了晶界扩散的应用潜能，先后发展了表面粘覆、电沉积等一系列磁体晶界表面扩散技术。采用电沉积的方法成功在磁体表面制备出均匀连续、厚度可控的重稀土化合物涂层（国家发明专利：201510922166.3），扩散后在主相晶粒表层形成“core-shell”结构和增厚的晶界相，在相当于消耗1.3 wt.%的Dy的条件下使磁体矫顽力提高8.0 kOe，矫顽力达到24.0 kOe。该方法与涂覆、气相沉积、磁控溅射等方法扩散相比，能够精确控制重稀土扩散量及矫顽力增强幅度，且工艺方法便捷，具有最高的重稀土利用率，具有广阔的规模化应用前景。

 

　　8、新型富Ce磁体和Ce磁体制备技术推广成效显著 产量大幅提升

 

　　由2015年当选为中国工程院院士的钢铁研究总院李卫教授带领的团队开发出的新型富Ce磁体和Ce磁体制备技术在2015年推广应用成效更为显著，产量大幅提升。该技术通过双主相永磁颗粒的复合和分布的调控，利用永磁颗粒各向异性常数（K值）不同的特点，同时通过对最终磁体结构的调控，在基本不降低磁体剩磁的情况下，提高磁体的矫顽力，进而提高磁体的性能，此技术仍具有较大的完善和发展空间。这一成果拓展了高丰度（如，La、Ce）稀土应用前景，填补了永磁产品性能的空当，并为新型稀土永磁材料和制备技术的研发提供了创新思路。

 

　　9、“离子吸附型稀土资源高效提取及稀土材料绿色制备技术”顺利通过验收

 

　　2015年6月9日，中国有色金属工业协会组织行业专家在江西对国家“十二五”科技支撑计划课题“离子吸附型稀土资源高效提取及稀土材料绿色制备技术”进行了现场验收。该课题由有研稀土新材料股份有限公司牵头，参与单位有南昌大学、东北大学、虔东稀土集团股份有限公司、全南包钢晶环稀土有限公司。

 

　　本课题针对我国南方离子吸附型稀土资源开采、分离以及稀土材料生产等过程存在的稀土资源回收率低，尾矿生态破坏严重，氨氮、高盐废水环境污染，化工材料消耗过大等问题，研发出南方离子矿尾矿稀土资源绿色提取富集回收技术和尾矿生态修复技术，并在龙南足洞某尾矿进行了进一步的稀土工业提取；研发出南北稀土优化组合萃取分离稀土的绿色产业化技术，盐酸及水的消耗量均有所下降；研发了碳酸氢镁沉淀制备镧铈钇基稀土材料的绿色制备产业化技术，获得高性能的铈锆、抛光粉等稀土材料，实现了镁和CO2的循环利用，原辅材料成本降低；研制出氯化稀土溶液射流热解稀土产业化制备技术及关键装备，产能达100kg/h。新建了年产10吨REO规模尾矿尾水低浓度稀土富集回收示范生产线、尾矿生态修复基地；改建了年处理3000吨南北稀土优化组合萃取稀土分离示范生产线；新建了年产1000吨镧铈钇基稀土材料绿色制备示范生产线，上述示范线废水排放均达到《稀土工业污染物排放标准》。

 

　　10、广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心通过验收

 

　　2015年5月20日，依托华南理工大学材料科学与工程学院建设的“广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心”通过了广东省科学技术厅组织并主持的验收工作。项目负责人杨中民教授代表项目组详细汇报了项目执行情况和取得的成果，并回答了专家组的提问。经过材料审阅、质询提问和充分讨论，专家组认为项目已完成了合同规定的建设和研究内容，达到了任务书规定的各项考核指标要求，同意项目通过验收。

 

　　该中心面向新一代信息技术自主研发、建设多组分玻璃光纤、新型光纤器件与光纤传感系统等研究基地和公共服务平台，长期与美国麻省理工学院、香港大学、广州宏晟光电科技有限公司、光越科技（深圳）有限公司等国内外研究机构和高新技术企业保持密切的合作关系。工程中心研发的高增益玻璃光纤与单频光纤激光器已成功应用于激光相干合成、大气探测和国家安全等国家重大工程和专项中。建设期内，中心承担863项目、军工项目等30余项，发表SCI收录论文100余篇，获专利授权25件，软件著作权和电路设计产权4件，获国家技术发明二等奖1项，教育部技术发明一等奖1项，其他省、局级奖励3项。