以硫酸铵废水为原料，采用水热法制备了无水硫酸钙晶须(CSW)。首先研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和不同聚合度的聚乙二醇(PEG)对CSW生长行为的影响。然后用Materials Studio 2020软件对SDBS吸附在CSW表面进行分子动力学模拟，计算得到各晶面吸附能。结果表明，产物均为正交晶系的CSW。未加添加剂制备出的CSW平均长度为65.27 μm，长径比为40，但表面粗糙，分布不均匀。加入4%(质量分数)SDBS制备出的CSW形貌最优，分布均匀，表面光滑且均为针状，平均长度为136 μm，长径比为62。SDBS能促进CSW以螺旋位错的形式沿轴向生长，提高CSW长径比。

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响, 并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料, CeCl3·7H2O为铈源, 探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明: 采用微波法可以制备高长径比的CSW, 其平均长度为263 μm, 平均长径比为39.50。Ce3+以原子置换的形式进入CSW, 对晶须的晶体结构不产生影响, 但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce3+能够促进晶须向一维生长, 使得CSW的长径比显著增加, 而过量的Ce3+会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce, 同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性, 这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。

以氧化钐和H3PO4 为原材料, 在无模板剂的情况下, 用水热法通过调控pH、时间和温度制备了SmPO4·0.5H2O一维纳米材料, 并提出其可能形成机理。用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM, HRTEM和SAED)、红外光谱(IR)和能谱(EDS)对产物的物相结构、微观形貌和组成进行了表征。用紫外-可见吸收光谱研究了产物的光学性质。研究结果表明, 实验所制备的产物全部是六方晶系结构, 形貌都为一维纳米线。反应体系的pH值、温度和时间的改变对纳米线的长径比有影响, 但对其相结构基本都没有影响。分析得到最佳水热制备条件为pH=5、温度和时间分别为130 ℃和8 h, 产物的结晶性、分散性和均匀性都达到最好。光学性质研究表明, 该类产物在300~350 nm的紫外区域有吸收宽峰, 是属于基质O2-→P5+、Sm3+的电荷迁移。在350~450 nm处的可见光区域内也有一组吸收峰, 是属于Sm3+的4f内层电子间的f-f跃迁吸收。依据该类吸收峰, 得到禁带宽度在4.67~5.50 eV之间。pH值和温度对产物光学性能均有影响。

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了稀土金属离子Y3+与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果发现:Y3+对BSA的紫外吸收光谱具有增强作用, 而对荧光光谱具有较强的荧光猝灭作用且峰位明显蓝移20～25 nm。用 Stern-Volmer 方程分别对实验数据进行分析,得出结论: Y3+对 BSA 的荧光猝灭作用是属于静态荧光猝灭, Y3+与BSA反应生成了新的复合物,发生了分子内的非辐射能量转移。求得相互作用过程的结合常数(KA)和热力学参数(ΔΗ、ΔS、ΔG), 确定了它们之间的主要作用力是范德华力、氢键等, 但静电作用力也不可忽略。同步荧光光谱法表明Y3+对牛血清白蛋白的构象有影响。

在生理pH值条件下， 用荧光光谱法(FS)研究了芦丁钐配合物（rutin-Sm）与牛血清白蛋白（BSA）和人血清白蛋白（HSA）之间的结合反应。 探讨了rutin-Sm对BSA 和HSA的荧光猝灭过程的猝灭机理,　以Lineweaver-Burk双倒数方程分别计算了不同温度下rutin-Sm与BSA和HSA的结合常数（KLB）和热力学参数， 并判断rutin-Sm与BSA和HSA结合的作用力类型； 实验结果表明： rutin-Sm与BSA和HSA结合形成复合物， 导致BSA（HSA）内源性荧光猝灭是由于分子内的非辐射能量转移而引起的静态猝灭； 以Lineweaver-Burk方程计算rutin-Sm与HSA和BSA的结合常数KLB分别为： rutin-Sm-HSA, 295　K: 6.830×105 L·mol-1; 310　K: 4.665×105 L·mol-1; rutin-Sm-BSA, 295　K: 6.540×105 L·mol-1; 310　K: 3.265×105 L·mol-1； 芦丁钐配合物与BSA之间的作用力主要为范德华力、 氢键；　而与HSA之间的作用力主要为静电引力。 同时用同步荧光光谱法探讨了rutin-Sm对BSA和HSA构象的影响。 进一步证明芦丁钐配合物在体内能够被血清白蛋白存储和转运。