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稀土是极其重要的战略资源，自然界中富轻稀土元素的独居石和富重稀土元素的磷钇矿是最主要的稀土磷酸盐矿物，可广泛形成于各类地质条件中，其中热液成因的稀土磷酸盐的矿物学特征与水热环境下流体的物理化学条件密切相关。另一方面，稀土磷酸盐矿物材料因具有热稳定性好、水中溶解度极小以及折射系数高等优良的物理化学性能，被广泛应用于发光、陶瓷、催化和合金等领域，然而其性能取决于晶体结构、形貌和尺寸等因素，而这些因素又受合成时反应介质的pH值制约。受自然界形成独居石和磷钇矿的热液中通常富含CO2这一事实的启发，为探究水热体系中CO2的分压与所合成的稀土磷酸盐矿物的晶体结构、形貌和尺寸等特征之间的关系，进而为地球内部水热环境下稀土磷酸盐的成因矿物学研究以及高品质稀土磷酸盐矿物材料的水热合成新工艺提供实验依据，本论文工作在不含CO2条件、CO2饱和条件以及CO2高分压(10 MPa)条件下，以稀土硝酸盐和磷酸氢二铵作为实验初始物，在180℃条件下水热合成了稀土磷酸盐矿物。目前有关水热体系中CO2分压条件下合成稀土磷酸盐矿物的实验研究尚为空白。 本论文工作研究结果表明: 1.酸性水热环境有利于稀土磷酸盐矿物的结晶与生长，而强碱性水热环境则形成稀土的非晶质物质。 2.CO2高分压(10 MPa)的水热体系中合成出的La，Tb和Dy磷酸盐矿物的XRD(X射线衍射)衍射峰的最强峰位置发生了显著变化。 3.与不含CO2的常规水热合成方法相比，CO2饱和以及CO2高分压(10 MPa)水热条件合成的稀土磷酸盐尺寸均匀、晶界清晰、物相纯度高，同时晶型没有发生改变。特别是，CO2高分压(10 MPa)水热条件增大了某些稀土矿物的长径比值，将有助于减少发光损失和增大透光率，从而提高发光效率。本论文工作将矿物形成的地质条件结合到矿物材料的水热合成领域，拓宽了水热材料合成的实验方法，该结果可为未来大规模水热合成高品质稀土磷酸盐矿物材料新工艺的发明提供极为重要的启示。 4.在CO2高分压(10 MPa)水热条件下制备出了线状LaPO4、棒状GdPO4、花状TbPO4，菱形DyPO4和球形YPO4等稀土磷酸盐矿物材料。该结果可为未来人们利用稀土磷酸盐矿物形貌标型特征来研究地球内部相关水热过程的物理化学条件提供可靠的实验依据。