知名人物苏锵人物简介

Posted 2022-04-05 知

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知名人物苏锵人物简介

·苏锵

苏锵，无机化学家。长期从事稀土化学的研究，对稀土的分离、稀土材料的研制与应用以及性质变化规律的探找做出了贡献，是中国稀土研究的开拓者之一。早在20世纪50年代，已从我国丰富的稀土矿中分离出纯稀土，开展稀土溶液化学的研究，提出了稀土性质的变化规律和钇在镧系中的位置变化。随后合成了大量的稀土化合物，研究它们的组成、结构、价态、光谱和磁学等性质，开展稀土固体化学的研究，研制出新型的稀土光致发光和长余辉发光材料。

苏锵，1931年7月15日生于广东省广州市。1948年毕业于中正中学，同年考入中山大学化工系就读。中华人民共和国成立后，转学至北京大学工学院化工系，1952年毕业(1952年院系调整至清华大学化工系)。

中国稀土分离的开拓者之一

1952年是国民经济恢复时期，急需大量技术人员。9月，苏锵服从国家分配至吉林省长春市应用化学研究所工作。当时因美国的封锁，石油短缺。锦州石油六厂有从煤合成石油的装置，急需钴钍催化剂，而钍是具有放射性的核燃料，属禁运物资，必须自力更生解决。应用化学研究所的前身是日本的大陆科学院，是日本侵略者为了掠夺我国东北资源而建立的，他们对东北地区钍和稀土的资源曾做过调查。1952年，原有的日本研究人员有些仍留在??内，有些当室主任，有些任课题组长，后来才将他们遣返回国。根据当时的日本组长掌握的在东北的钍的资源情况，我国开始从辽宁海城的褐帘石和东北沙金矿伴生的独居石中提取钍。为了了解东北沙金矿中伴生的独居石的情况，1952年10月，苏锵冒着严寒，乘坐牛车和供销社运货的敞篷车，穿过大、小兴安岭，到达黑龙江中苏边界的黑河的沙金矿区采集矿样。由于东北沙金矿区中的独居石含量不能满足合成石油所需的钍，后改用广西平桂矿务??与锡矿伴生的独居石作为原料。1954年，与锦州石油六厂合作，在全体人员的努力下，在厂内建成了从独居石提取钍和混合稀土的中间工厂，分离的钍满足了当时合成石油所用催化剂的需要。

完成了钍中间工厂建厂工作后，因国内生产硫酸急需五氧化二钒作催化剂，1954年，苏锵又接受了从含钒炉渣中提取钒的任务，参加了建立回转炉焙烧炉渣的工作，并主持建立湿法车间提取五氧化二钒，在时间紧、任务重的情况下，经过日夜奋战，生产了??批五氧化二钒，并将整套生产流程和设备移交工厂，满足了当时生产硫酸所用催化剂的需要。

从独居石提取钍之后，留下了含量更多的混合稀土副产品，亟待开发利用。而且当时在我国内蒙古包头又发现了世界上最大的氟碳铈矿，与铁矿共生，如何综合利用成为迫切需要解决的问题。稀土共含有17个元素，包括15个镧系元素(从原子序数57的镧至71的镥)和性质与它们相近的钇和钪，是占周期表全部元素约1/7的一个大家族。它们彼此之间的化学性质很相近，因此很难分离获得纯的元素，被称为无机化学中的一个难题，也是在学术上和实用上都很有意义的课题。过去都是用经典、费时的分级结晶法、分级沉淀法分离。20世纪40年代，美国为了制造原子弹，在铀的裂变产物中含有放射性的稀土，需设法分离处理，因此带动了稀土分离新方法的研究，出现了离子交换法，其分离效率远高于过去的方法。为了解决国家这一重大的稀土分离和分析的课题，??内组织了无机化学、分析化学和物理化学三个研究室的人员，开展了综合性的研究。苏锵在此期间，和同事们一道，研究了分级结晶法、分级沉淀法、氧化还原法和离子交换法，主持建立了从独居石和包头稀土尾矿中提取分离稀土的中间工厂，1958年在国内首次分离出除钪和人工放射性元素钷以外的15个纯稀土。中国科学院长春应用化学研究所这一稀土分离的先驱工作对国内稀土工业的发展起了推动作用。为了探找新的稀土分离方法，在此期间，苏锵同时开展了稀土的分离化学、配位化学、变价稀土化学和萃取化学等稀土溶液化学的基础研究，提出了铈的湿法空气氧化法，代替了当时国内外使用的干法氧化法，避免了干法氧化时稀土的粉尘飞扬，改善了工人的操作条件。此外，还总结了稀土性质随原子序变化的几种类型和钇在镧系元素中的位置变化，提出了利用钇在镧系元素中的位置变化来分离钇的原理，成功地用于以羧酸为萃取剂的溶剂萃取法分离钇，并在溶剂萃取分离过程中首先使用皂化技术。60年代初，开展了用磷类萃取剂从包头矿中萃取分离钍、铈和稀土的流程研究。1970年到江西南昌稀土厂，从事自江西钨细泥中提取和萃取分离钍、铀、钪和稀土的工作。在50年代末，当时国内外研究稀土溶剂萃取的人还很少，苏锵较早地注意和开展了这方面的工作，做出了一定的贡献。目前，溶剂萃取法已成为分离稀土的主要工艺。

从稀土的溶液化学到稀土的固体化学

随着国内稀土生产的从无到有，从小到大，已可生产出各种??土，而且探明了我国的稀土资源的储量很大，居世界之首。铈族??土和钇族稀土都很齐全，包头矿和四川矿以铈族稀土为主，南方离子吸附型矿以钇族稀土为主，离子吸附型矿目前只在我国发现，国外的钇族稀土资源很少，我国已成为稀土资源大国。因此，如何利用分离制得的稀土已成为急需解决的问题。70年代，苏锵根据国家的需要和稀土研究的发展，开展稀土激光材料和发光材料的研究，组织和参加了掺钕的铝酸钇激光晶体的制备和激光测距以及掺钕的无机液体激光工作物质的制备和应用的组织和推广工作。同时，开展了稀土化合物的合成、组成、结构、价态、光谱、发光性质、磁化学和缺陷化学等稀土固体化学的基础研究。由于稀土固体材料的研究需要涉及它们的光、电、磁等物理性质，是一门交叉学科，苏锵从稀土的分离化学和溶液化学扩展到稀土的材料化学和固体化学的研究时，需要补充很多的物理知识。他抓紧时间工作和学习，不断地总结和思考，扩大了视野。虽然稀土的化学性质很类似，但它们的物理性质却是很不相同的。因此，稀土成了探找新型的光、电、磁性材料的宝库，其中包含了很多未知的东西需要去探索。稀土吸引了他毕生的精力。他想，一个人一生的工作时间最多只有50年左右，而稀土一共有17个元素，毕生最多每个元素也只能用3年左右的时间去熟悉它和研究它，时间是很紧迫的，是很不够的，必须抓紧一切时间工作和学习。他就像对待17个亲生儿女一样对待和热爱17个稀土元素。按照希腊字的原意，镧是“隐藏起来”的意思，他就利用镧的特性，研究把它分离出来的方法，使它不再隐藏。镨和钕是一对孪生子的意思，镨是“绿色的孪生子”，钕是“新的孪生子”，它们的作学性质很相似，像孪生子一样很难彼此区别的分离，他就研究把它们彼此分离的方法，并研究它们彼此很不相同的光学和磁学的物理性质，把它们区别开来。镝是“难以接近”的意思，他就专门去接近它，并列了专门的课题研究它，使其由难以接近变为易于接近。因为我国南方的稀土离子吸附型矿含有丰富而尚未充分利用的镝资源，他详细和系统地研究了镝的光谱和发光性质，调整镝的黄光和蓝光两个主要发射谱带的发射强度比，可使它发射强的白光，从而可利用镝作为照明光源。他又在研究缺陷化学的基础上，掺入三价镝离子不等价地取代碱土铝酸盐中的二价碱土离子，利用产生的电子—空穴对的复合发光，研制出新型的性能优良的掺镝和二价铕的夜光粉，为我国丰产价廉而尚未充分利用的镝有了用武之地。

一般认为，有缺陷是不好的，但从上述的事例可见，当掌握了缺陷的性质时，缺陷又可被人们利用，制成具有所需性能的材料。苏锵在研究缺陷化学时，又提出了一个离子的不等价取代法，可在空气下制备含低价稀土的发光材料。当以三价的钐、铕、铥或镱离子不等价取代碱土硼酸盐中的二价碱土离子时，如果硼酸盐中含有四面体的硼酸根，即使在空气下进行高温固相合成，也可利用不等价取代时产生的缺陷所带的电子，使掺入的三价钐、铕、铥或镱离子还原成二价。由于此反应可在空气下进行，不需氢气等常用的不安全的化学还原剂，从而提出了一个安全简便的制备掺二价稀土离子发光材料的新方法。

苏锵对可以还原成二价或氧化成四价的变价稀土给予了很大的关注，开展了变价稀土化学的研究。因为二价和四价的稀土离子的化学和物理性质都明显地不同于常见的三价稀土离子，因此，利用氧化还原法可高效地分离稀土，并可制成性质完全不同于三价稀土的变价稀土材料。在对四价稀土的研究方面，他除了提出铈的湿法氧化法取代干法氧化法用于铈的氧化分离外，还首次观察到在高碘酸钾和氢氧化钾的碱性溶液中，利用紫外光照射的光化学法，可使三价铽离子氧化成四价，从而提出了铽的萃取分离法和钇族稀土中铽的分光光度分析法。在对二价稀土的研究方面，他除了提出上述的在空气下制备掺二价稀土发光材料的新方法以外，还提出了在磺基水杨酸介质中利用钠汞齐还原分离钐、铕和镱的新方法，分离效率和产品纯度都远比国外使用的醋酸介质法高。

为丰富镧系理论做出贡献

他根据稀土离子的标准还原电势、电负性及光谱中电荷迁移带的能量都与稀土离子获得电子或失去电子有关的思路，并根据他观察到稀土离子的标准还原电势与光谱测得的光学电负性之间存在直线关系，算出了镧系三价和四价离子的光学电负性，所得数据比周期表已有的电负性数据更合理和完整，可以很好地反映镧系元素对电子吸引能力的差异和变化规律。同时，还提出了三价镧系离子的电子组态的稳定性随基态光谱项的总轨道量子数L的变化遵循奇偶数的变化规则，L为奇数的电子组态(L=3的F项和L=5的H项)的稳定性低于L为偶数的电子组态(L=6的I项和L=0的S项)，也即：F<H<<I<<S。L为奇数的三价镧系离子易于发生氧化或还原，特别是L=3(F项)的三价镧系离子更易于发生氧化或还原。

在苏锵几十年结合实际需要从事稀土的研究中，他非常注意稀土的基础研究，不断在实践中总结稀土性质的变化规律。在1963年中国化学会的年会上，他以“镧系元素性质变化的几种类型及钇与镧系元素相互之间的位置关系”为题在会上做了报告。根据大量的数据提出了镧系元素的性质随原子序的变化可分为转折变化、具有双峰的周期变化和奇偶数变化等几种类型;而钇在镧系元素中的位置又可分为在重镧系部分、在轻镧系部分、在镧前、在镥后和由于镧系的转折变化，使钇在镧系中占有几个位置等五种类型。指出钇在镧系中的位置与化学键的离子性有关，当化学键的离子性强时，钇位于重镧系部分或镥后，当化学键的共价性增强时，钇的位置移向轻镧系部分，甚至可移至镧前。

苏锵对稀土离子的光谱进行了大量的研究之后，提出了三价铕离子的电荷迁移带的变化规律;三价镝离子的黄光和蓝光的发射强度比的变化规律等。他深切体会到科学规律来自科学实践，而科学规律又反过来指导和推动实践，产生更多的发明和发现。科学实践和科学规律的探求都不可偏废。苏锵在稀土的研究领域孜孜不倦地进行了几十年的耕耘，开垦这一片希望之土，他相信??土将会成为21世纪新材料的宝库，我国的稀土资源优势必将转化成技术优势和经济优势，在世界之林中具有举足轻重的地位。

简历

1931年7月15日出生于广东省广州市。

1948—1950年广州中山大学化工系。

1950—1952年北京大学工学院化工系毕业。

1952年至今中国科学院应用化学研究所工作。历任研究实习员、助理研究员、副研究员、副室主任、研究员、室主任、博士生导师、所学术委员会副主任和主任等职。

1986年至今任中国物理学会分光分支学会副理事长，“发光学报’副主编。

1989年任第二届国际稀土光谱讨论会主席。

1995年当选为中国科学院院士。

1999年至今任中山大学教授。

代表性论著

1 任玉芳，吕玉华，苏锵等.以水杨酸—丁醇作萃取剂从钇族稀土元素中分离钇.原子能科学技术，1965(4)：352

2 苏锵，王鸿燕，许淑珍.镧系化合物的磁化学.中国稀土学报，1985，3(3)：33

3 Su Qiang，Jiang Guangfeng.Photochemistry of Tb and Pr Complexes.In：B.Jezowska-Trzebiatowska，J.Legendziewicz，W. Strek eds. Proceedings of the 1st.International School on Excited States of Transition Elements. Singapore：World Scientific，1989，496～515

4 Su Qiang，Zhang Hongjie，Pei Zhiwu，et al. Charge-Transfer Band of Rare Earth Ions. In：Su Qiang ed. Proceedings of the 2nd. International Symposium on Rare Earths Spectroscopy.Singapore：World Scientific，1990，214

5 Su Qiang. Yttrium，its Separation and Application. Industrial Minerals，Special Review，Rare Earths：Future Prospects，1991，33

6 Qiang Su，Zhiwu Pei，Lisheng Chi，et al.The Yellow-to-Blue Intensity Ratio(Y/B) of Dy³⁺Emission.J.Alloys and Compds，1993，192：25

7 Zhiwu Pei，Qiang Su，Jiyu Zhang.The Valence Change from RE³⁺to RE²⁺in SrB₄O₇：RE Prepared in Air and the Spectral Properties of RE²⁺.J.Alloys and Compds.，1993，198：51

8 苏锵.稀土化学.郑州：河南科学技术出版社，1993

9 苏锵.镧系离子的电负性、电荷迁移带、标准还原电位与价态.见：石春山，苏锵编.变价稀土元素化学与物理.北京：科学出版社，1994，17

10 Qiang Su，Zhijian Wu，Chongli Gao.Solvent Extraction of Tetravalent Terbium Tb(Ⅳ) and other trivalent Rare Earths with Quaternary Amine. In：D.C.Shallcross，R.Paimin，L.M.Prvcic eds.Value Adding Through Solvent Extraction，Proc.of ISEC\'96.Australia：The University of Melbourne，1996，Vol.1：605～610

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