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首頁 > 行業資訊 > 綜合評述 > 綜合評述我國著名稀土化學家趙貴文研究紀實 趙貴文，滿族，分析化學家，1921年7月出生于吉林省伊通縣。1938年考入日本奈良女子高等師范學院化學系，1942年畢業后于1943年以優異成績考入日本廣島大學化學系深造。1945年畢業后回國到長春大學理學院化學系任講師。1949-1960年中國科學院長春應用化學研究所，中國科學院哈爾濱土木建筑研究所助理研究員。1961-1980年中國科學技術大學化學系講師、副教授。1981年至今中國科學技術大學化學系教授(1985年建點博士生導師)。曾任安徽省政治協商委員會常務委員、 中國稀土學會理事和安徽省稀土學會理事長。
趙貴文天性聰穎，在吉林省伊通縣讀完小學后，以第一名的成績考入長春市第一女子中學。讀完高中一年，她提前兩年參加留學日本的考試，以官費被日本奈良女子高等師范學院錄取。奈良女子高等師范學院畢業后，趙貴文考入廣島大學化學系繼續深造。當時日本只有廣島和東京兩所國立大學招收少量女生，女子進入綜合性大學的機會極少。趙貴文是那次全考場唯一的女生。她以優異的成績考入廣島大學。入學后，刻苦學習，贏得了師生們對這位"中國女性"的贊譽。
1945年秋，趙貴文剛從大學畢業，就迫不及待地踏上了歸國征途�？谷諔馉巹倮钪龍笮ё鎳臒崆�，她只得暫留偽滿洲國長春大學任教。1949年2月趙貴文來到東北工業研究所（中國科學院應用化學研究所的前身），全身心地投入到科研中去。趙貴文敏感地意識到我國稀土資源豐富，稀土研究大有可為，趙貴文先生選定稀土及開發應用為研究方向，并負責組建了相應的課題組，為我國的稀土分離、分析研究和稀土工業進行了一系列的開創性工作。
我國稀土資源雖很豐富，但解放前基本上沒有開發應用。1949年中華人民共和國成立后，東北工業研究所于1950年12月成立稀有元素利用研究小組，由日籍留用專家吉村恂和趙貴文負責，開展褐廉石的全分析、分離釷及稀土的研究工作。1952年主要開展褐廉石礦分離釷、鈰及稀土的研究，利用草酸-碳酸鈉法對原礦進行處理，而得到含有釷和鈰鹽的混合物，并籌建稀有元素中間工廠。
20世紀50年代初，我國石油化工急需釷作催化劑，趙貴文受東北工業部委托，由于褐廉石資源較少，對東北的獨居石開展資源調查工作。1951年在駝腰子發現了獨居石砂礦，并首次完成了稀土礦物的全分析及釷和稀土的定量分析，研究并完善了釷和稀土的分離工藝。
為解決錦州石油六廠對釷催化劑的需要，長春應用化學研究所于1953年1月開始從獨居石中提取釷的工作。實驗室工作由趙貴文、鐘煥邦、吳中健、郭恒富、易瑛、蘇鏘、姚克敏等同志參加。用濃硫酸分解獨居石。在楊善濟研究員帶領下，長春應用化學研究所易瑛、姚克敏、蘇鏘等于1953年11月到錦州石油六廠建設釷的中間工廠，采用的工藝流程為由硫酸加熱分解獨居石，溫水抽出，用真空蒸發鍋濃縮，濃硫酸洗去磷酸根，用碳酸鈉濃溶液抽出釷，加氫氧化鈉沉淀得到氫氧化釷。
1953年在錦州石油六廠建立了我國第一個提煉釷和稀土工廠，一方面解決了我國煉油急需的釷催化劑，另一方面也為我國進行稀土分離打下了基礎。在項目攻關期間，趙貴文活躍在礦區、實驗室和建廠工地，協調組織。她放棄了休息，一心想的是盡快地使祖國的資源開發出來、投入使用。她親手測定和反復核對了大量數據，在實驗室組織中試，保證了工廠的順利建立和工藝一次成功。
為了綜合利用獨居石，1954年長春應用化學研究所正式成立“稀土元素研究”課題組和研究室，由鐘煥邦研究員負責。課題組根據稀土分離方法的復雜性，采用多種方法進行分離，包括分級沉淀、氧化還原、分級結晶、離子交換等方法。
20世紀50年代后期，我國原子能科學和國際發展急需抗輻射的工程結構材料。當時在中國科學院土木建筑研究所工作的趙貴文接受了這項緊迫任務。她從材料抗輻射的機理出發，經過試驗尋求并確認了可能利用的物質。根據實效的原則，趙貴文領導課題組日夜奮戰，開發成功新型抗輻射的屏蔽材料—鋇水泥和混凝土結構材料。經原子能科學研究院實測，屏蔽性能大大超過項目指標，圓滿地完成了新材料開發任務并投入應用。
20世紀60年代初，趙貴文調至建校不久的中國科學技術大學，從事分析化學和地球化學的教學和科研工作。這時，多年開采的廣西栗木錫礦遇到品位下降的困難，在瀕臨停產的關鍵時刻，趙貴文受科技大學領導的委托，赴廣西考察。在綜合利用、提高效益的思想指導下，趙貴文先生率領由中國科技大學，廣西冶金研究所等20多人組成的攻關組，在建立迅速、穩定的鈮、鉭分析方法的基礎上，選取數千個典型樣品，進行全面的分析。發現該礦尾砂中貴金屬鉭含量大于鈮的反常分布(地球元素中豐度鈮>鉭)，由此提出了鉭、鈮、錫、鎢等綜合利用繼續開采的方案，救活了瀕臨報廢的礦區。該礦區繼續開采20多年，為國家做出了貢獻。由該礦提煉的鉭用于第一顆人造地球衛星。
20世紀70年代末，中國的稀土科學蓬勃發展。全世界稀土資源的80%在中國，中國還具有成礦機理特殊，稀土配分獨特，易于提煉處理的稀土礦產。稀土元素在化學科學中的重要地位和工農業應用誘人前景，都召喚著她積極投入該項研究工作中。趙貴文認識到:為了促進稀土科學與應用的發展，必須對作用機理有充分的認識，而這又離不開掌握先進的結構與成分分析的儀器和方法。同時她也認識到要完成上述任務，必須培養一大批高水平的科技人才。
在迎接趕上世界先進水平的思想指導下，趙貴文在科研和研究生選題中，堅持創新。20世紀80年代初，高壓液相色譜(HPLC)作為同時分離和測定的先進手段，迅速發展起來。趙貴文指導研究生首次完成了常量16種稀土元素的高壓液相色譜分離，其中最難分離的鏑和釔一對也得以分離，分離時間從幾小時縮短到幾十分鐘。單一稀土的準確分析是分析化學界極為重視的困難課題。趙貴文指導研究生開展了等離子發射光譜(ICP-AES)和石墨爐原子吸收光譜分析方法及其機理的研究。據此首先完成了土壤中各稀土分量的測定，對南方離子吸附型稀土礦的分析得到不同礦層中稀土配分規律。在工作中還創造了化學溶液石墨管處理法，大大延長了石墨管的使用壽命，提高了測定的精密度和靈敏度。
趙貴文等應用日本635型高效液相色譜及YSG—SO3Na強酸性陰離子交換樹脂，以α-羥基異丁酸為淋洗液，采用濃度梯度法對16個稀土元素進行快速分離，在50分鐘內16個稀土元素可得到分離，除Dy-Y分離度低于0.82外，其余稀土的分離度均大于1。
1981年，趙貴文等完成了16種痕量稀土元素的高效液相色譜分離，該方法是以陽離子交換樹脂為固定相、α-羥基異丁酸為洗脫劑，用pH梯度（pH 3.50~ pH 7.00），于75分鐘內可將16個稀土元素分開，其中最難分離的鏑（Dy）和釔（Y）也得以分離。
趙貴文等還將化學因子分析和人工神經網絡用于高效液相色譜分離定量稀土元素的工作中。首先用乳酸作淋洗液，偶氮胂Ⅲ作顯色劑，在60分鐘內完成了除Dy-Y和Gd-Eu外12個稀土元素的分離。對未完全分開的Dy-Y和Gd-Eu兩對稀土元素，用化學因子分析方法，通過解析色譜二維數據矩陣，達到了重疊峰的定量分析。對Dy和Y的混合溶液及Gd和Eu的混合溶液進行了定量計算，結果表明化學因子分析計算結果同溶液含量有較好的一致性。
隨著稀土應用的逐步深入，趙貴文選擇重要的應用方向，加強對其作用機理研究，力求在正確理論指導下高效地開展應用工作。20世紀70年代初開始，她在我國開展稀土農用研究，在國內外產生了較大影響。她擔任全國稀土農用協作網的機理工作和安徽省稀土農用課題的主持人，堅持農業化學與稀土化學的密切結合，研究得出了土壤稀土含量和形態與稀土施用效能關系規律，土壤和植株中稀土分析標準方法，稀土施用與植物內微量元素的傳輸相關性，單一稀土在植物內的輸運和對棉花等作物的作用等，這些都是稀土農用領域創新的工作，該項目獲得國家科技進步二等獎，安徽省科技進步獎和三委一部的獎勵等。為了取得農用效果的第一手材料，年已古稀的趙貴文還親自下去指導，有一次竟暈倒在烈日之下，農場的同志都深受感動。她采用多種先進分析方法，對具有我國特色的稀土染色機理進行了深入研究，對稀土與染料，稀土與纖維，稀土促進染料與纖維的作用都得到了比較明確的結論，從而推動了稀土染色的發展。
稀土在高溫超導中的突破性進展更提示人們在稀土應用研究中一定要加強機理的研究，特別是重視稀土的形態、稀土的微結構和環境。趙貴文強調了結構分析和狀態分析的重要性。一方面要組建和使用新型的先進分析儀器，另一方面要充分利用國家重要實驗室的設備開展工作。要加強國際交流，盡快而有效地引入國際先進科學技術。光聲光譜是國際上20世紀70年代發展起來的先進分析方法。趙貴文指導博士研究生開展此項工作。為了爭取院內外的支持，她不顧高齡，在學校、科學院及各所之間奔波，廢寢忘食。1982年，趙貴文與東京大學合作，在國內首次成功搭建了計算機檢測單光束的凝聚態光聲光譜儀，其性能優于國外商售儀器，而費用僅為其1/3。還組建了激光光聲光譜儀及表面分析光聲池等儀器。并用光聲光譜法研究了稀土氧化物、氯化物、碳酸鹽與氟化物及稀土納米材料等，特別是對稀土配合物中稀土離子f-f躍遷及配合物的發光性質等進行了一系列的研究，延續10多年的光聲光譜方向研究工作，開辟了固態稀土配合物光聲光譜研究的新領域。建立了各種稀土配合物分子的激發弛豫模型，得到國際稀土化學和光譜界的關注。
擴展X射線吸收精細結構(EXAFS)是化合物、材料微結構的有效研究手段。趙貴文在北京高能物理研究所和中國科技大學同步輻射實驗室組織了稀土高溫超導材料、稀土發光材料、稀土配合物的EXAFS研究課題，并利用日本筑波同步輻射裝置及廣島大學核四極共振等設備，對不同成分和相態的超導材料中稀土的形態和配位狀況，高效發光材料中稀土配位鍵長與發光性能的關系，稀土配合物不同基團的具體配位狀況等新結構的研究，對稀土新材料的研制均有相當的指導意義。由此建立的新的合成工藝和途徑有助于高性能的超導材料、發光材料的制備。為將材料制備機理研究與新材料制備密切結合，趙貴文領導建立了真空熱壓、高溫燒結等設備，特別是拉膜機的組建，為稀土氧化物和各種稀土功能材料納米薄膜的制備和應用開辟了新的途徑。
稀土元素在植物中的分布及存在狀態是極為重要的課題。為了確定稀土元素進入植物后，其存在的形態即與植物中那些生物大分子相結合。1989年趙貴文先生等首次在福建龍巖礦區采集鐵芒萁等植物，用ICP-AES和分光光度法進行了鐵芒萁植物根、莖、葉中稀土總量的測定，結果表明稀土總量都是葉大于莖。而礦區鐵芒萁葉中稀土總量的平均值高達3037μg/g，與江西尋烏馬尾松為 37.8μg/g（極譜法），相比高約80倍，與白云鄂博礦區鐵花為21.1μg/g（化學光譜法），相比高約140倍的可喜成果。從而，她首次指出鐵芒萁是一種高富集稀土的植物。趙貴文在研究稀土元素超積累植物鐵芒萁中的傳輸過程中發現：在超積累植物鐵芒萁的凱氏帶兩側不能檢出稀土元素的沉積，而在中柱細胞、木質部細胞的細胞壁、細胞間隙、小泡與液泡膜中均能檢出稀土元素的沉積。據此，提出了鐵芒萁中稀土元素是通過共質體傳輸和質外體傳輸的觀點。這與傳統的稀土元素只能通過質外體傳輸的觀點是不同的。這對于超積累植物中稀土元素傳輸機理的了解是具有有重要學術和實用價值。發現稀土含量高的鐵芒萁植物后，引起了許多稀土研究工作者的極大興趣。一些學者提出了稀土與生物分子相結合的信息。但是這些體系中的稀土離子具體與哪些原子鍵合，配位原子的結構，化學鍵的性質等均未見報導。1999年趙貴文先生等首次從天然鐵芒萁葉中分離出活體葉綠素a和b，用ICP-MS進行單一稀土的全分析，La元素含量最高，用擴展X射線吸收精細結構譜（EXAFS）分析確定了La原子周邊近鄰原子的種類、鍵長、配位等。將EXAFS信號進行了Fourier變換獲得了La離子周圍配位原子的徑向分布函數，擬合結果表明La與8個N原子相配位，La-N鍵長0.259 nm。是與卟啉環形成雙層夾心結構的配合物，同時表明了稀土元素進入葉綠體內。證明了多年噴施微量稀土能使葉綠素增加的機理。并為以后了解稀土與酶、蛋白質及多糖等結構研究，提供了新的研究方法。
趙貴文對我國稀土分離、分析與應用研究做了大量開拓性的工作。承擔了多項國家重要科研項目的研究。首先完成了獨居石礦中釷與稀土的分離和定量分析，并在錦州建立了我國第一個提煉釷和稀土的工廠。首先成功地進行用高壓液相色譜分離16種稀土元素的研究。組建成功中國第一臺計算機檢測單光束凝聚態光聲光譜儀。綜合采用各種先進方法，進行超導、稀土染色、稀土農用等作用機理的研究，以理論指導稀土應用及稀土新型材料的研制。
趙貴文先生工作與國際同步且有中國特色的科研工作吸引和鍛煉了大量研究生。她在近20年來，已培養出博士10人，碩士16人。他們正在國內外從事教學和科研工作，有的已經成為教授、博士生導師，或成為聲譽卓著的青年科學家。從事科研和高等教育50 余年，培養的研究生均已成為高等學�；蜓芯繖C構的教學和科研骨干。
 趙貴文教授指導學生進行實驗 |
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分析報告
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