“稀土新材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南，除了圍繞稀土永磁材料強(qiáng)基及變革性技術(shù)方向啓動項(xiàng)目外，還圍繞新型高效稀土光功能材料及應(yīng)用技術(shù)、高效低成本稀土催化材料及應(yīng)用技術(shù)和稀土材料綠色智能製備和高純化技術(shù)等方向啓動項(xiàng)目。
1.新型高效稀土光功能材料及應(yīng)用技術(shù)
1.1新型高效深紅-近紅外發(fā)光材料及應(yīng)用技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）
研究內(nèi)容：面向安防監(jiān)控、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、食品安全和光伏等領(lǐng)域?qū)晒廪D(zhuǎn)換型深紅—近紅外發(fā)光材料的重大需求，采用第一性原理計(jì)算及高通量材料設(shè)計(jì)技術(shù)，篩選高效匹配的基質(zhì)材料和發(fā)光中心，設(shè)計(jì)適合近紫外—藍(lán)光激發(fā)的新型高效深紅—近紅外發(fā)光材料；研究其發(fā)射光譜定向調(diào)諧及發(fā)光效率增強(qiáng)技術(shù)，粒度、形貌等可調(diào)控的關(guān)鍵製備技術(shù)；研究其在熱、濕、光輻照下的光色衰減機(jī)理，開發(fā)材料耐候性提升技術(shù)；開發(fā)基于深紅—近紅外發(fā)光材料的應(yīng)用技術(shù)。
考核指標(biāo)：研製出≥5種（發(fā)射峰值波長不同）近紫外—藍(lán)光激發(fā)下峰值波長範(fàn)圍爲(wèi)700~1100nm的新型深紅—近紅外發(fā)光材料，其外量子效率≥35%、其中至少3種≥40%，熱猝滅特性≥90%@100℃；形成≥3個(gè)應(yīng)用場景。申請發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
1.2超高能量分辨及多模探測用稀土鹵化物閃爍晶體製備技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）
研究內(nèi)容：針對國土安全、深海深空探測領(lǐng)域?qū)Ω咝阅荛W爍材料的迫切需求，探索超高能量分辨、中子—伽馬多模探測用稀土鹵化物閃爍晶體成分/結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能調(diào)控核心規(guī)律；開發(fā)相關(guān)晶體高純無水原料批量製備、單晶高效生長、晶體防潮加工及封裝關(guān)鍵製備技術(shù)；開發(fā)基于高性能稀土鹵化物閃爍晶體的新型先進(jìn)輻射探測器件製備技術(shù)。
考核指標(biāo)：開發(fā)出≥2種超高能量分辨（能量分辨率＜2.5%@662keV）和中子—伽馬多模探測（中子—伽馬甄別品質(zhì)因子≥2.5）稀土鹵化物閃爍晶體新材料，形成晶體高純原料製備—單晶生長—加工封裝全鏈條關(guān)鍵技術(shù)，晶體器件直徑≥3 英寸；開發(fā)出≥2 種滿足溫度≥50℃、濕度≥80RH%環(huán)境使用的輻射探測器件。申請發(fā)明專利≥10 項(xiàng)。
1.3紫光激發(fā)新型高效稀土發(fā)光材料及應(yīng)用基礎(chǔ)（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）
研究內(nèi)容：面向類太陽光LED 健康照明迫切需求，建立發(fā)光性能高通量計(jì)算設(shè)計(jì)的篩選因子集，研究發(fā)光材料基質(zhì)的組分、結(jié)構(gòu)、缺陷等因素與發(fā)光、熱猝滅性能的構(gòu)效關(guān)係，設(shè)計(jì)和開發(fā)適用于紫光（400~420nm）激發(fā)的新型高效稀土發(fā)光材料；研究晶體場對光譜調(diào)諧及發(fā)光效率增強(qiáng)的共性規(guī)律；研究溫度、濕度等多場耦合條件下發(fā)光材料的失效基礎(chǔ)理論及可靠性提升關(guān)鍵技術(shù)，探索其封裝應(yīng)用技術(shù)方案。
考核指標(biāo)：完成≥104個(gè)樣本的高通量計(jì)算篩選預(yù)測，研發(fā)出≥5 種適合紫光激發(fā)的新型多色稀土發(fā)光材料，藍(lán)色、青色、綠色和長波紅色發(fā)光材料的發(fā)射峰值波長分別位于450~480nm、485~500nm、510~540nm 和650~680nm，其中≥4 種外量子效率≥60%，熱猝滅特性≥85%@120℃，LED 封裝器件（0.5 W）的Ra≥95（Rg≥100 和Rf≈100）時(shí)光效≥120lm/W。申請發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
2.高效低成本稀土催化材料及應(yīng)用技術(shù)
2.1稀土分子篩催化新材料製備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用（示範(fàn)?wèi)?yīng)用）
研究內(nèi)容：針對催化裂化裝置中催化材料高活性與低焦炭産率難以兼顧的難題，研發(fā)高性能超穩(wěn)Y 分子篩催化材料，構(gòu)建多級孔催化劑新體系；研究稀土分子篩催化材料抑焦機(jī)理；掌握稀土元素配分、定位分布與催化功能的構(gòu)效關(guān)係；研製稀土高效負(fù)載新技術(shù)，開發(fā)稀土催化材料提升催化活性和選擇性的新方法；建立基于外場強(qiáng)化手段的催化劑宏量製備新技術(shù)，在催化劑生産裝置和催化裂化裝置實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示範(fàn)。
考核指標(biāo)：開發(fā)≥3類典型稀土配分的催化劑；催化劑磨損指數(shù)＜2.5%，比表面≥260 m2/g，800℃、100%水蒸氣老化17小時(shí)微反活性≥60%。新型催化劑在百萬噸級催化裂化裝置實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示範(fàn)，較傳統(tǒng)催化劑的活性提高≥10%、三烯産率提升≥2%、焦炭産率降幅≥15%。申請發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
2.2複雜工況工業(yè)煙氣深度淨(jìng)化稀土脫硝催化劑及應(yīng)用（共性關(guān)鍵技術(shù)）
研究內(nèi)容：針對非火電行業(yè)（鋼鐵、有色、化工及水泥等）高溫高硫、低溫高濕、高堿塵、高空速等複雜工況下的工業(yè)煙氣脫硝應(yīng)用需求，研究稀土基及稀土摻雜催化劑在低溫反應(yīng)性能提升、高溫抗燒結(jié)及抗活性組分流失、耐鹼塵/重金屬中毒等方面的獨(dú)特性能，考察煙氣中典型組分SO2對催化劑性能的影響規(guī)律，幷探究其強(qiáng)化機(jī)制。開發(fā)非火電行業(yè)複雜煙氣深度淨(jìng)化用無釩稀土基脫硝催化劑，實(shí)現(xiàn)共性關(guān)鍵技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用。
考核指標(biāo)：形成≥2種無釩稀土基脫硝催化劑；水汽含量（體積）≥15%條件下，脫硝工作溫度<150℃；寬溫脫硝工作溫度150~350℃；在非火電行業(yè)實(shí)現(xiàn)≥2個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用示範(fàn)幷穩(wěn)定運(yùn)行≥1年，滿足國家或地方行業(yè)最新排放標(biāo)準(zhǔn)。申請發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
2.3多孔稀土催化與稀土-貴金屬催化材料開發(fā)（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）
研究內(nèi)容：針對傳統(tǒng)催化劑開發(fā)成本高、周期長的問題，利用材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合高通量計(jì)算預(yù)測和實(shí)驗(yàn)篩選，開發(fā)出多孔稀土催化和稀土—貴金屬催化新材料，構(gòu)建包含電子態(tài)特徵、合成策略與催化性能等參數(shù)的稀土催化材料數(shù)據(jù)庫；開發(fā)高通量、高精度的稀土催化材料表徵、評價(jià)技術(shù)；建立“預(yù)測—合成—評估—優(yōu)化”的數(shù)字化研發(fā)技術(shù)，開發(fā)“低成本、短周期”的新型稀土催化材料。
考核指標(biāo)：實(shí)現(xiàn)多孔稀土催化材料≥103量級的高效計(jì)算，構(gòu)效模型R2≥0.8，構(gòu)建≥105 條數(shù)據(jù)的專用數(shù)據(jù)庫，多孔材料比表面積≥1200m2/g，應(yīng)用于高品質(zhì)航空燃油製備，反應(yīng)溫度＜100 ℃、底物轉(zhuǎn)化率≥99%、産物選擇性≥99%；研製出稀土—貴金屬催化材料四通道催化活性評價(jià)裝置、六通道快速老化裝置各一套，精密度偏差＜5%，建立≥3 款車型/機(jī)型稀土—貴金屬催化材料的仿真模型，完成系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)與匹配標(biāo)定，瞬態(tài)測試循環(huán)實(shí)測結(jié)果誤差＜10%。申請發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
3.稀土材料綠色智能製備和高純化技術(shù)
3.1可再生稀土功能材料二次利用技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）
研究內(nèi)容：針對我國可再生稀土功能材料現(xiàn)行回收技術(shù)能耗高、環(huán)境負(fù)擔(dān)重、二次循環(huán)率低等問題，采用多級物理和化學(xué)工藝，開發(fā)基于稀土功能産品加工油泥和廢舊産品的綠色高值化再生利用技術(shù)，包括高純度稀土鐵硼基超細(xì)粉和稀土化合物的製備；采用無壓燒結(jié)、納米顆粒改性、晶界擴(kuò)散等工藝，研製高磁性能再生燒結(jié)稀土功能産品；開發(fā)可再生稀土功能材料的綠色高值化再生利用全套産業(yè)化技術(shù)與裝備。
考核指標(biāo)：獲得從稀土功能産品加工油泥、廢舊産品到再生稀土功能産品的短流程製備産業(yè)化新技術(shù)；稀土及其它有價(jià)元素綜合回收率≥95%；再生稀土功能粉末的飽和磁化強(qiáng)度≥15.5kGs，粒度D50＜2μm。原産品與再生産品的主要性能指標(biāo)的差值＜3%。制定國家標(biāo)準(zhǔn)≥1項(xiàng)。申請發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.2超高純稀土氧化物/氟化物製備基礎(chǔ)（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）
研究內(nèi)容：面向高功率激光光纖、激光晶體、光學(xué)鍍膜等對超高純稀土化合物的迫切需求，開展稀土氧化物/氟化物中雜質(zhì)深度去除過程與機(jī)理研究；開發(fā)超高純稀土氧化物的高效分離提純及其高溫穩(wěn)定性稀土配合物製備新技術(shù)；開發(fā)超高純稀土氟化物的製備及深度脫水除氧新方法；開發(fā)高純稀土氧化物/氟化物的分析方法。
考核指標(biāo)：探明主元稀土與稀土雜質(zhì)、堿土/過渡族等非稀土雜質(zhì)分離的基本規(guī)律，獲得超高純稀土氧化物/氟化物製備及分析新方法；獲得≥5 種高于5N 純度稀土氧化物，其中Ca、Si 含量均<1 ppm 及Fe、Co、Cr、V、Ni、Cu、Zn、Mn、Mg 含量均<5×10-2ppm；獲得≥2 種6N 稀土有機(jī)配合物，200℃時(shí)分解率<5%；獲得≥3 種4N 高純稀土鹵化物，總氧含量＜50ppm。申請發(fā)明專利≥5 項(xiàng)。 3.3 特種稀土功能合金及製備技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)） 研究內(nèi)容：面向車輛輕量化、核安全屏蔽、高性能電機(jī)等領(lǐng)域的材料需要，開發(fā)新型特種稀土功能合金，研究稀土元素對合金氧化腐蝕性能、導(dǎo)電性能及電磁性等影響規(guī)律及機(jī)；開發(fā)稀土合金均質(zhì)鑄造、變形加工及微觀組織控制技術(shù)，研究其組織結(jié)構(gòu)、體密度等對阻燃性、核屏蔽性、導(dǎo)電性及磁性等關(guān)鍵性能的影響；研製新型多元稀土合金；開展稀土合金關(guān)鍵製備技術(shù)及應(yīng)用研究。 考核指標(biāo)：獲得稀土特種功能合金的成分—組織—特種性能等關(guān)鍵性能間的變化規(guī)律。稀土銅合金電導(dǎo)率≥50%IACS，電磁屏蔽性能≥90dB，抗拉強(qiáng)度≥800MPa；阻燃稀土鎂合金的燃點(diǎn)≥900℃，中性鹽霧壽命≥1000h，抗拉強(qiáng)度≥300MPa；核屏蔽鎳基稀土合金（5mm厚板）的熱中子衰減係數(shù)≥10-5以上，體密度8.0~11.0g/cm3，抗拉強(qiáng)度≥600MPa，斷裂延伸率≥25%。多種富稀土含量合金純度≥3N5。申請發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
