本项目获2011年度国家自然科学奖二等奖。

该项目完成人： 严纯华，张亚文，孙聆东，高松

该项目建立了基于配位化学原理，可控制备稀土纳米功能材料的方法，揭示了材料的发光、催化等性质与纳米结构间的关联性，对稀土功能纳米和有序介孔材料的可控制备、功能调控和应用探索有创造性贡献。

(1) 建立了利用高沸点溶剂的配位稳定和分散作用、以单一配合物前驱体热分解制备单分散稀土纳米晶的合成方法，实现了纳米晶的组成、结构、尺寸控制和二维、三维超晶格组装；

(2) 系统研究了稀土氟/氧/硫化物的发光和磁性质，实现了稀土氟化物的多色上转换发光及其光色调控；以稀土硼酸盐和钒酸盐等重要发光材料为典型，揭示了纳米尺度下因材料的表面无序度增加所导致的格位对称性降低及其对发光行为的影响规律，实现了材料色纯度的提高，为解决稀土硼酸盐发光材料色纯度问题、设计新材料提供了依据;

(3) 系统研究了氧化铈及铈基新材料的合成方法和催化性质，利用配位化学作用调控晶体生长和组装，实现了不同尺寸、铈(III)/铈(IV)比例和特定外暴露晶面氧化铈、铈锆复合氧化物纳米晶，以及孔壁晶化好、热稳定性高的有序介孔材料铈锆复合氧化物的控制合成；率先以实验证实了不同形貌氧化铈纳米晶的CO 催化活性与其外露晶面有关，发现铈锆复合氧化物的氧存储容量除了与组成、结构和表面积有关外，还与其结构微应力线性相关的规律，为优化合成方法、提高相关材料的催化性能提供了科学依据。

该项目研究历时十年，围绕稀土纳米功能材料的可控合成、组装及构效关系研究，在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem.等国际重要刊物系统发表论文129 篇。项目组还应邀为国际稀土领域最重要的手册《稀土物理和化学手册》撰写了综述性专章“稀土纳米材料的控制合成和性质”；相关成果在新型发光器件、无损生物成像、高效绿色催化和磁性材料等领域具有应用前景，为我国稀土资源的高效和高值化利用、拓宽稀土功能材料的应用领域提供了可能途径。

图 1基于配位化学原理的液相控制合成方法的示意图

图 2 在980 nm近红外激光激发下的稀土掺杂氟化物复盐纳米晶的多色上转换发光照片

编辑：拉丁