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在线氧化还原控制器

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在线氧化还原控制器相关的资讯

  • 土壤氧化还原电位仪(土壤氧化还原电位仪的作用)
    前言: 土壤氧化还原电位仪是一种专门用于测量土壤中氧化还原势(Eh)的专业仪器,其在揭示土壤健康状况、指导农田管理和环境保护等方面具有重要价值。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C307153.htm 一、【实时检测土壤,评估土壤环境】 土壤氧化还原电位仪可以实时准确地测定土壤的氧化还原电位值,这一参数反映了土壤环境中电子转移活动的程度。通过持续监测和分析,能够判断土壤是处于氧化还是还原状态,进而评估土壤肥力水平、污染物降解能力及微生物活性等多方面土壤健康状况。 二、【指导科学施肥与改良措施】 利用土壤氧化还原电位仪得到的数据,农业生产者可以更准确地了解土壤对养分的有效性以及潜在的重金属污染风险。据此调整施肥策略,避免过度施肥导致的土壤酸化或盐碱化问题,并采取针对性的土壤改良措施,提高农作物产量与品质,实现土壤资源的可持续利用。 三、【环保治理与生态修复的重要工具】 在土壤污染治理和生态修复领域,土壤氧化还原电位仪同样发挥着关键作用。通过对受污染土壤Eh的动态监测,可为污染物迁移转化规律的研究提供依据,指导实施有效的土壤修复方案。此外,在湿地保护、矿山复垦等领域,该仪器也能帮助科学家和工程师深入理解并调控土壤系统的氧化还原过程,促进生态环境恢复。
  • 土壤氧化还原电位检测仪的测试结果有哪些?
    土壤氧化还原电位检测仪主要用于测量新鲜或潮湿土壤的氧化还原电位,以及其他相关数据。以下是对其测试结果的详细归纳:  一、土壤氧化还原电位检测仪的主要测量参数  1.氧化还原电位(Eh)  定义:土壤氧化还原电位是土壤氧化还原能力的度量方法,通常以电极电势来表示,单位是伏特(V)或毫伏(mV)。  数据范围:其变异范围很广,可以从强度还原状况的-200~300mV到氧化状况的+700mV。  数据解读:   负值:表示土壤处于还原状态,土壤中的许多化学物质可能被还原,如某些金属离子可能形成金属沉淀物,有机物质可能处于较还原的状态。   正值:表示土壤处于氧化状态,土壤中的许多化学物质可能被氧化,如有机物质可能被氧化成二氧化碳和水。   数值变化:如果数值从负值增加到正值,可能表示土壤从还原状态转变为氧化状态。  2.pH值  定义:表示土壤的酸碱度。  重要性:与土壤氧化还原电位密切相关,共同影响土壤的性质和微生物活动。  3.温度  定义:表示土壤的温度。  功能:土壤氧化还原电位仪具有自动温度补偿功能,能够减少温度变化对测量结果的影响。  二、土壤氧化还原电位检测仪的其他功能  1.存储与导出:土壤氧化还原电位仪可存储大量测量结果,并可将数据导出为Excel表格,方便后续分析和处理。  2.数据上传:支持Wi-Fi功能,可将检测结果直接传至监管平台,实现远程监控和管理。  3.用户友好:配备3.5寸彩色触摸屏,提供良好的用户体验。  三、土壤氧化还原电位检测仪的测试结果的应用  1.环境保护:可用于土样、污水、废水的检测,评估土壤和水体的污染程度。  2.水产养殖:可用于监测水质的氧化还原电位和pH值,为水产养殖提供重要参考。  3.工业应用:可用于工业循环水的水质监控测量,确保水质符合生产要求。  综上所述,土壤氧化还原电位检测仪的测试结果包括氧化还原电位、pH值、温度等参数,这些参数对于评估土壤和水体的氧化还原状态、酸碱度以及温度具有重要意义。同时,该仪器还具有存储、导出、上传数据等功能,为数据的后续分析和处理提供了便利。点击此处可了解更多产品详情:土壤氧化还原电位检测仪
  • 【莱恩德】农业生产:土壤氧化还原检测仪的应用
    点击此处可了解更多产品详情:土壤氧化还原检测仪  土壤是农业生产的基础,也是地球生态系统中不可或缺的一部分。土壤的氧化还原状态是影响土壤质量的重要因素之一。为了更好地了解和改善土壤状况,农业生产者和研究人员需要一种能够准确检测土壤氧化还原状态的仪器。本文将介绍一种常见的土壤氧化还原检测仪器——土壤电位计。    土壤氧化还原检测仪是一种用于测量土壤氧化还原状态的仪器,它基于电化学原理,通过测量土壤中的氧化还原电位来评估土壤的氧化还原状态。土壤中的有机质和无机物质可以影响土壤的氧化还原电位,从而影响农作物的生长和养分吸收。因此,准确测量土壤的氧化还原电位对于农业生产具有重要的指导意义。    土壤氧化还原检测仪的主要特点包括操作简单、快速、准确度高、维护方便等。该仪器通常由电极、测量仪表和附件组成。电极是用来测量土壤中的氧化还原电位的传感器,一般采用不锈钢或铜合金等材料制成。测量仪表则是用来显示测量结果和控制电极的设备,一般采用数字式或指针式等显示方式。    土壤氧化还原检测仪的应用范围非常广泛,主要应用于以下几个方面:    1. 农业生产:农业生产中需要了解土壤的氧化还原状态,以确定适宜的作物种类和施肥方案。通过使用土壤氧化还原检测仪,农业生产者可以了解土壤的氧化还原电位,进而制定合理的农业生产计划。    2. 环境保护:土壤的氧化还原状态受到环境污染的影响,例如废气、废水和废渣等。通过使用土壤氧化还原检测仪,环境保护工作者可以了解土壤的氧化还原状态,进而制定相应的环境保护措施。    3. 科学实验:土壤学、植物学和生态学等领域的研究需要进行土壤氧化还原状态的研究。通过使用土壤氧化还原检测仪,研究人员可以获得准确的实验数据,进而得出科学的研究结论。    总之土壤氧化还原检测仪作为一种检测土壤氧化还原状态的仪器在农业生产、环境保护和科学实验等领域具有广泛的应用前景。它能够帮助我们更好地了解和改善土壤状况提高农业生产的效益保护环境的研究结论。同时也能为环境保护提供更加准确科学的数据支持对于保护我们共同的家园具有重要意义。【莱恩德】农业生产:土壤氧化还原检测仪的应用
  • 一步法氧化还原制备合金材料!
    【研究背景】随着可持续发展理念的日益重要,冶金生产中的环境影响引起了广泛关注。冶金生产传统上包括金属从矿石中提取、液态合金化以及热机械处理等多个步骤,这一方法自青铜时代以来沿用至今,然而由于其产生的温室气体排放和高能耗问题,逐渐暴露出其局限性。例如,近10%的温室气体排放源自化石燃料的使用和高温冶金处理,这使得寻找更为环保的合金制造方法成为研究热点。为了解决这一挑战,德国马克斯普朗克可持续材料研究所所长Dierk Raabe教授(德国国家科学院院士)团队提出了基于氢气的氧化还原合成和压实的新方法。这一方法将金属提取、合金化和热机械处理整合为一个单一的固态操作,极大地降低了二氧化碳排放,同时提高了能量利用效率。研究表明,该方法能够从氧化物直接合成出具有优异性能的块状合金,且其合成过程在远低于金属熔点的温度下完成。例如,在Fe-Ni英瓦合金的制备中,所合成的合金不仅展现出接近零热膨胀的特性,还具有较高的微观结构可调性,显示出广阔的应用前景。【表征解读】本文通过使用二次电子成像(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)等表征手段,发现了Fe–Ni英瓦合金的均匀混合特性,从而揭示了这一合金在热膨胀性能上的优越表现。这些仪器的应用使作者能够详细观察合金的微观结构,确认了不同氧化物成分的均匀分布,为后续的合金性能研究提供了可靠依据。针对热膨胀性这一重要现象,本文通过对合金在不同温度下的微观机理表征,获得了合金内部原子级别的结构信息,进而挖掘了其在低温和高温条件下的热膨胀特性。具体而言,微观结构的单相面心立方(fcc)相场特性,确保了Fe和Ni之间的无限溶解度,这一现象在材料设计中起到了关键作用,使得该合金能够在实际应用中实现近零热膨胀。在此基础上,通过结合热力学设计宝藏图和动力学概念,作者的研究启发了对合金合成过程的深入理解,尤其是如何在单一固态操作中实现从氧化物到块状合金的直接转化。这一研究不仅推动了传统冶金工艺的革新,也为未来的合金设计提供了新的思路。值得强调的是,研究表明,优化合金成分及其微观结构的可调性,能够显著提升材料在高精度仪器和低温应用中的性能。因此,应该着重研究这一合金体系在不同合成条件下的微观机理,以及其在其他类型氧化物合金合成中的潜在应用。【图文速递】图1:用氧化物一步可持续合成具有确定微观结构的块体合金。图2. 用氧化物制备的因瓦合金的合成动力学、微观结构和热膨胀特性。图3. 合成机制的原位SXRD评估。图4: 不同转化率下的微观结构分析和动力学机制探索。【科学启迪】总之,作者在此报告了一种基于氧化还原的可持续合金设计理念,能够实现从氧化物直接合成块状合金的一步法。遵循热力学指导方针和集成的动力学概念,作者将该方法应用于制造块状Fe–Ni英瓦合金,其微观结构和块体性能组合已准备好在实际应用中部署。所合成的合金不仅表现出接近零热膨胀的特性,与传统的多步骤金属提取、液态合金化和热机械处理方法制备的英瓦合金相一致,而且在微观结构的可调性方面也具有广泛的潜力。然而,作者方法的普遍性超越了Fe–Ni二元英瓦合金合成的特定范围:相同的理念可以扩展(1)到各种稀薄氧化物结合的过渡金属,以及(2)到来自不同来源的高度污染的氧化饲料。该方法还消解了提取冶金和物理冶金之间的一些经典界限,启发了从氧化物直接转化为具有应用价值的产品的一步固态操作。原文详情:Wei, S., Ma, Y. & Raabe, D. One step from oxides to sustainable bulk alloys. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07932-w
  • 电化学红外光谱揭示光合放氧中心锰簇拟合物在多重氧化还原状态中的结构重排
    2021年10月4日,Journal of Physical Chemistry letters 在线报道了中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室翁羽翔研究组(SM6组)题为“电化学红外光谱揭示光合放氧中心锰簇拟合物在多重氧化还原状态中的结构重排(Structural Reorganization of a Synthetic Mimic of the Oxygen-Evolving Center in Multiple Redox Transitions Revealed by Electrochemical FTIR Spectra)”的研究工作。该工作利用傅里叶变换红外光谱仪在低波数波段研究了人工合成的锰簇在电化学氧化过程中的机构变化,为光合放氧中心裂解水的反应机制研究开辟了一条新途径。光合作用是自然界利用太阳光大规模地将二氧化碳和水合成有机物并放出氧气的过程。在地球与生命进化过程中,具有放氧复合体的放氧光合生物的出现,使地球大气层中的氧气从无到有、逐渐积累并恒定在大约21%的水平,大大加速了地球演化、生物圈形成与繁荣的进程。光系统Ⅱ核心复合体是光能驱动水氧化的重要场所,具有光解水放氧功能的系统II核心复合体是一个由多个蛋白亚基、锰簇、色素分子等辅助因子组成的色素膜蛋白复合体。其核心锰簇是含有五个金属离子的Mn4O5Ca。其中的三个Mn原子,四个氧原子和一个钙离子占据六面体的8个顶点,形成立方体结构。太阳光经捕光天线吸收后分步传给反应中心的叶绿素特殊对,并实现电荷分离,形成的正电荷将邻近的酪氨酸Z氧化成正离子自由基,后者进一步将锰簇物氧化,驱动水的氧化并放出氧气:早期闪光诱导动力学研究表明,氧气的释放需要4个持续的闪光过程才能完成一个放氧周期。Kok等在1970就提出天然锰簇物放氧中心存在一个由S0-S4的5个状态构成的循环反应模式(即Kok 循环)。S0,S1,S2 ,S3 和S4分别表示放氧锰簇物的不同氧化还原状态。每一次氧化诱导的状态改变都会丢失一个电子,而每循环一次则需吸收4个光子,积累4个氧化当量(失去4个电子,积累4个质子)才能把水分子完全裂解,释放氧气后再次回复到S0态,如图1所示。2H2O−4e−⟶4hvO2↑+4H+" role="presentation"的释放需要4个持续的闪光过程才能完成一个放氧周期。图1. Kok循环示意图光系统放氧中心复合物的晶体结构研究表明,放氧中心锰簇物是由锰离子和钙离子经D1和CP43蛋白上氨基酸羧基侧链结合而形成的生物自组装结构。由于D1蛋白对强光很敏感,在体内的代谢周转十分迅速,半衰期大约为十分钟。可见,在自然界中放氧中心锰簇物是依靠生物的自修复功能实现其持续运转的。天然氧中心锰簇物的不稳定性对光合作用水裂解的机制研究也带来了相应的困难。2015年中科院化学研究所张纯喜研究小组在光系统放氧中心人工拟合物的研究中获得重大进展,成功合成了新型Mn4O4Ca簇合物(Science, 2015, 348, 690-693)。迄今为止,该类化合物是与天然放氧中心锰簇物最为接近的人工拟合物,该拟合物中四个Mn离子的价态(+3,+3,+4,+4)与天然放氧中心锰簇物S1态一致,而且同样具有催化水裂解的功能。此人工合成物为天然放氧中心锰簇物裂解水过程的微观机制研究提供了良好的契机。相关实验研究中,位于红外光谱低频波段(
  • 高能所等应用同步辐射纳米分辨谱学成像技术揭示氧化还原反应的相变过程
    p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 中国科学院高能物理研究所多学科中心X射线成像实验站副研究员袁清习和国内外课题组合作,建立了基于同步辐射纳米分辨谱学成像技术追踪氧化还原反应相变过程的方法,并成功应用于锂离子电池电料相变过程的研究。研究成果近期发表在《自然-通讯》(Nature Communications)期刊上。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 同步辐射谱学成像(XANES imaging)是利用特定元素对X射线能量的不同响应特性来获得样品内部对应元素的化学价态三维分布。基于波带片全场成像方法的纳米分辨谱学成像技术可以获得高空间分辨的形貌和化学信息,近年来受到了越来越多的重视,在材料科学领域尤其是在能源材料领域的研究中表现出重要潜力。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 针对纳米分辨谱学成像方法学和应用研究,高能所多学科中心X射线成像实验站近年来开展了大量的工作。其中,袁清习和国内外多个同步辐射装置建立紧密联系,在技术研发、科研应用等方面开展了广泛的合作。近期,袁清习联合美国斯坦福同步辐射光源研究员刘宜晋课题组、弗吉尼亚理工大学教授林锋课题组提出了应用同步辐射纳米分辨谱学成像技术研究氧化还原反应的不均匀相变过程的新方法。这个联合团队成功将他们提出的新方法应用于Li(NixMnyCoz)O2(NMC) 三元正极材料的研究中,揭示了该材料热稳定性的一系列问题。该项工作发表于Nature Communications9, 2810,2018,共同第一作者为弗吉尼亚理工大学博士穆林沁和高能所袁清习。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 以NMC正极材料中的应用为实例,该实验方法的工作流程如下:首先,为了研究该材料体系在不同温度下的行为,开展原位实验,利用谱学成像获得大量空间分辨的吸收谱数据;其次,提取Ni元素K边吸收能量表示相应的化学状态,高能量代表高价态(相对氧化态),低能量代表低价态(相对还原态)。进而使用样品在不同温度条件下的化学价态分布结果来表征氧化还原相变过程;第三,选择特定的Ni元素价态(例如,选择氧化还原反应最剧烈的能量点代表的价态),利用所采集的大量数据来描绘Ni元素等价态面的三维分布,对比不同反应条件下的等价态面分布来表征相变的发生、发展及相变前沿的推进过程;最后,引入等价面局域曲率(反应界面局域曲率)的概念,来描绘成核生长及整个相变的复杂过程。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 图1为Ni的价态随NMC材料加热过程的变化,其中的每一条曲线代表了相应条件下基于全部像素的Ni价态的分布情况,可以看出化学反应从开始到结束全过程Ni元素价态分布的演变情况。图2给出了四个特定反应条件下Ni等价态面的发生、发展过程,所选择的Ni价态为8341eV对应的价态。从图1可以看出,8341eV代表的价态可以代表是化学反应最剧烈情况。图3中用不同颜色表示了镍元素的吸收边能量代表的镍元素的价态。受由晶粒边界和其局域的化学环境(不同组分和缺陷)所影响,相变过程通常非常复杂,如图3a所示,镍阳离子三维的形貌由不同的价态组成,从相对还原态(低能量态)到相对氧化状态(高能量态)。这些三维的价态推进前端提供了一个直观的三维立体多面体。还原态和氧化态分别代表了子相和母相,相变反应的推移前端从图3a到图3c。同时,作者将这些三维多面体每个局域的曲率计算出来,并分别用红色和蓝色代表局域曲率为正值和负值。从图3d、e可以看出相变过程中局域价态曲率的演化过程。 br/ /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 这项工作不仅对锂离子电极材料的热稳定性和热致相变给出了详细的描述,还为下一步的储能材料优化提供了一些思路。研究工作所使用的方法可以推广到更加广阔的研究领域,尤其是复杂体系的非均匀相变过程等的研究中。特别是考虑到下一代同步辐射光源的发展,更高的亮度将会大大降低实验的时间,从而能够更好地捕捉到相变过程中的非稳定状态,为能源材料、环境科学等研究领域提供有力的工具。 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/863601e7-f186-445f-b8b1-ff31fd5d1984.jpg" title=" 图1111.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图1 NMC样品中镍元素的价态随加热过程的变化。(a)为镍元素的局域价态直方图。(b-e)为原位观测镍价态信息示意图。镍的价态由Ni 的K吸收边能量表示,高能量和低能量分别代表了高价态和低价态。 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/974970c5-2fc2-4129-beeb-217abf22612c.jpg" title=" 图2222.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图2 NMC样品不同反应条件下Ni等价态面的产生、发展及推进过程 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d29d8585-987d-4cf3-9540-9ad6e2f158af.jpg" title=" 图3333.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图3 局部镍元素价态曲率随相转变的演化。(a,b,c)分别代表了不同能量(8339, 8340 和8341 eV)的Ni K-edge的等值面形成的三维曲面。图d和e表示了在不同能量范围内价态曲率随着能量值的变化。 /p p br/ /p
  • 南开张新星团队JACS Au封面:质谱表征微液滴表面自发单电子氧化还原反应
    近日,南开大学张新星研究员团队针对微液滴化学的独特性质,受邀总结了40余个单电子介导的水微液滴表面自发的氧化还原反应,并通过动力学研究,证明了电子的提供和捕获——而非化学键的直接断裂——是介导水微滴界面上氧化还原反应的关键决速步骤。该工作发表在了近期的JACS Au 杂志上,并被遴选为封面文章。  近几年与微液滴相关的纳微界面反应机制的研究吸引了大量的研究目光。在技术上,质谱作为微液滴反应的主要表征手段,一方面是由于其在分析化学反应中具有捕获短寿命自由基中间体、揭示化学反应机理等方面的天然优势,另一方面更是由于微液滴是一种可以直接喷雾进入质谱仪中进行检测的物质形式,导致质谱技术成为了近年来微液滴化学发展最简单、最重要、最主要的表征方法。因此作者们在本文中列举了使用质谱方法学研究微液滴化学的优势和注意事项。此外,作者也在合成化学和大气化学的大背景下讨论了微液滴自发氧化还原能力的潜在影响。首先,微液滴对反应的加速能力在有机合成中已经得到了广泛的认可,现有的部分微液滴化学研究已经实现了克级的合成。微液滴反应由于只需要将底物的水溶液喷洒成小水滴,无需催化剂、额外的能量输入、复杂的反应装置,完全符合绿色化学的特征,因此有望在合成化学中展现更多的潜力。其次,微液滴化学在大气化学方面也具有重要启示。大气的总体氧化还原能力决定了污染的生成、天气甚至气候的形成和变化。大气水,如云、雾和海洋飞沫,都是微米大小的微液滴。由于微液滴可以促进自发的氧化还原反应,文章建议在未来的大气研究中,也许可以将微液滴效应考虑进来。在科学上,水对许多化学反应来说是一种惰性环境。然而,通过简单地将水喷洒成为微米尺寸的微液滴,就可以展现大量独特的性质,这些性质包括异常的pH值、反应物的统一取向和部分溶剂化、极高的反应速率以及极高的气液界面电场等。在微液滴的这些独特性质中,其强大的自发氧化还原能力尤其引人关注。现有大量理论和实验研究表明,或由于界面双电层的形成,或由于大量水分子的自发统一取向,或由于水分子之间的部分电荷转移(H2O+---H2O-),在微液滴的气-液界面浅层可以自发产生极高的电场(约109 V/m)。该电场大到足以可以触发氢氧根或其他底物分子的单电子氧化过程,生成相应的自由基和一个电子(图1)。生成的电子还可以继而触发其他底物分子的单电子还原过程。  图1. 微液滴化学气-液界面处的氧化还原机制和质谱分析方法示意图  图1展示了典型的微液滴化学质谱实验,并阐述了发生在微液滴表面的单电子介导的氧化还原机制。含有某种溶质的水溶液由注射泵强制推入极细的毛细管,高压氮气鞘气可将毛细管推出的液体分散成微液滴,由此产生的微液滴被喷向质谱仪的入口。以这种方式产生的微液滴的大小取决于鞘气的压力,范围在几到几十微米之间。在其表面上即可以自发发生大量的单电子的氧化还原过程。  本文总结了40余个在水微液滴表面上发生的电子介导的氧化还原反应(表1、2),认为在水微液滴表面上电子的产生和捕获——而非化学键的直接断裂——是微液滴大多数氧化还原反应的关键决速步骤。  表1. 微液滴表面呈现单电子氧化过程的物种(电子供体)  表2. 微液滴表面呈现单电子还原过程的物种(电子受体)  在单电子是微液滴表面氧化还原反应的载流子的前提下,OH-在微液滴上可以作为电子供体,如果在溶液中加入上述电子供体(表1中的分子),那么水微液滴上应该有更多的电子,在动力学上就应该可以加速电子受体的还原反应,进一步巩固电子确实是介导水微液滴上氧化还原反应的载流子的观点。  为了验证这一假设,本文作者从表1中选择了三种电子供体:四硫富瓦烯(TTF)、羟甲基二茂铁(FM)、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-苯二胺(TMPA),并将这三者分别和电子受体EV2+(乙基紫精二价阳离子)的水溶液喷洒成微液滴。其中图2a为喷洒纯EV2+溶液的质谱图,OH-是唯一的电子供体,EV2+转化为EV•+ (m/z = 214),m/z 150~200的峰是不稳定EV•+的降解产物。图2b−2d分别为喷撒TTF与EV2+、FM与EV2+、TMPA与EV2+的混合溶液的质谱图。在这些混合体系中,还原产物EV•+的强度明显增加,表明电子供体的加入加速了EV2+的还原。图2e展示了4个系统中EV•+/EV2+的相对强度的比较,清楚地显示了添加电子供体后还原产物增加了2到7倍。图2f−2h还显示了混合体系中氧化过程的加速动力学,TTF、FM和TMPA的氧化过程也应该随着EV2+的加入而加速。TTF•+、FM•+和TMPA•+自身的绝对质谱强度随着EV2+的加入增加了2倍左右。这些结果清楚地表明电子确实是介导水微滴上氧化还原反应的载流子,且简单的动力学研究证明了电子提供和电子捕获是两个相互加速的过程。而后续的进一步化学反应(如化学键的断裂和生成)在微液滴中成为了超快的非决速步骤。    图2. 微液滴单电子氧化还原过程的动力学研究  南开大学研究生金水慧、陈欢、苑旭为本文并列第一作者 南开大学张新星研究员为本文通讯作者。本文被遴选为JACS Au杂志本期封面论文。  原文:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.3c00191  The Spontaneous Electron-Mediated Redox Processes on Sprayed Water Microdroplets Shuihui Jin,# Huan Chen,# Xu Yuan,# Dong Xing, Ruijing Wang, Lingling Zhao, Dongmei Zhang, Chu Gong, Chenghui Zhu, Xufeng Gao, Yeye Chen, and Xinxing Zhang*JACS Au, 2023, DOI: 10.1021/jacsau.3c00191  张新星课题组网站:http://www.zxx-lab.com/
  • 缺陷Zn3In2S6光氧化还原促进二氢异喹啉和H2O2共生产
    1. 文章信息标题Photoredox-promoted co-production of dihydroisoquinoline and H2O2 over defective Zn3In2S6中文标题:缺陷Zn3In2S6光氧化还原促进二氢异喹啉和H2O2共生产 页码: 2210110 DOI: 10.1002/adma.202210110 2. 期刊信息期刊名:Advanced Materials ISSN:1521-4095 2022年影响因子: 32.086 分区信息: JCR分区(Q1),中科院1区TOP 涉及研究方向: 综合性期刊 3. 作者信息:第一作者是 华东师范大学罗娟娟 。通讯作者为 中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、华东师范大学陈立松副教授 。4. 光源型号:北京中教金源CEL-HXF300E7光功率计型号:北京中教金源CEL-NP2000文章简介光合成以低成本和环境友好的方式生产过氧化氢(H2O2)是最可持续和最有前景的方法之一。然而,但光合成存在光生载流子利用率低和H2O2产率低的问题。虽然通过添加质子供体(异丙醇或乙醇)可以降低合成H2O2的氧化屏障进而提高H2O2产量,但是将不可避免地提高成本,与此同时,光生空穴(h+)的氧化能力被完全浪费。因此,找寻一个特定的质子供体能以高选择性的方式自身氧化成高附加值的产物,同时促进光催化产H2O2,是提升光催化体系整体经济效益的有效策略。二氢异喹啉衍生物(DHIQs)是药物合成和制药工业中非常有价值的中间体,由四氢异喹啉衍生物(THIQs)的催化脱氢生产,然而存在生产成本高,操作程序复杂,选择性差和破坏环境等缺点。通过大量文献调研,已知通过光催化反应得到四氢异喹啉的半脱氢产物是十分困难的,这通常伴随有不理想的全脱氢产物异喹啉(IQs)的生成。因此,寻找一种高效的光催化剂在温和条件下光合成高纯度半脱氢产物(DHIQs),将是一个极具吸引力的策略。此外,充分利用THIQs脱氢产生的氢质子可以提高原子利用率和产物价值。基于此,中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士和华东师范大学陈立松副教授等人将THIQs用作独特的质子供体,用于热力学上可行的选择性半脱氢反应,生成具有高附加值的DHIQs,同时在双功能光催化剂Zn3In2S6的催化下,在一个光氧化反应中耦合并促进H2O2的生成。缺陷Zn3In2S6在可见光(λ≥400 nm)照射下分别以66.4 mmol h-1 g-1 和62.1 mmol h-1 g-1的高速率生成H2O2和DHIQ。此外,作者还详细探讨了反应机理和途径。原位ESR分析、自由基捕获实验及溶液中活性氧(ROS)的检测实验表明,ROS(O2和1O2),h+ 和质子供体(THIQs)之间的协同作用在光催化共生产H2O2和DHIQs反应中起关键作用,这在以前的研究中基本上被忽略。同时,原位FTIR表明通过*OOH中间途径在Zn3In2S6表面生成H2O2。该研究不仅有效地利用光生电子(e-)、h+以及多种活性氧的氧化还原能力来实现最大的原子利用效率,而且同时生成了太阳能液体燃料和高附加值化学品。
  • 郝吉明院士:控制氮氧化物排放是改善空气质量关键
    中国许多城市目前正遭受着严重的空气污染,而氮氧化物被认为是导致空气污染的罪魁祸首。原因在于,氮氧化物排放造成的二次污染可以产生多种环境影响:酸沉降、水体富营养化、臭氧、PM2.5、气候变化……   “因此,NOx(氮氧化物)排放控制是改善我国环境空气质量的关键。”近日,中国工程院院士、清华大学教授郝吉明在贵阳“第七届全国环境化学”大会报告上如此表示。   氮氧化物主要来自电厂燃煤烟气和汽车尾气。郝吉明说,仅通过锅炉优化燃烧和机内净化控制氮氧化物远不能满足日益严格的排放标准,“而选择性催化还原(SCR)氮氧化物为氮气是最有效的净化方法”。   该方法要用到脱硝催化剂——其功能在于促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物发生化学反应。郝吉明说,关键在于高效低成本脱硝催化剂的设计,目前该领域主要聚焦在“高性能催化体系设计和复杂环境下技术适应性”两个方面。   SCR催化剂可以分为金属氧化物和分子筛两类催化剂,前者主要应用于燃煤烟气脱硝,后者用在柴油车尾气氮氧化物控制。   郝吉明说,我国燃煤烟气脱硝主流技术为NH3-SCR,但这一技术存在高温选择性差、抗中毒能力弱、工作温度窗口窄等问题,难以满足我国电厂复杂烟气排放特征(高灰高钙高硫),及不同负荷宽工作温度下脱硝的需求。   而影响催化剂选择性及抗中毒和温度窗口的关键因素是脱硝催化剂的氧化还原性和酸性。   因此,郝吉明提出通过合理调控催化剂的氧化还原性和酸性,设计新的催化剂体系,从而最终解决上述难题的思路。   我国2003年前建设的电厂,由于没有预留脱硝空间,烟气脱硝装置被安装在除尘或脱硫之后,此时烟气温度已经降到200℃以下。要在如此低温条件下,将氮氧化物还原为氮气,对国内外学术界和工业界都是一个挑战。   郝吉明认为,解决这一问题的关键,仍然是探索新的活性组分。由于锰具有很好的低温活性,研究人员将二氧化锰应用到低温脱硝领域,最终发明了锰铈锡三元复合氧化物催化剂体系。目前该团队已完成了从原材料到脱硝催化剂制造的整个产业链工作,相继完成了小试、中试和产业化应用全过程。   在分子筛研究方面,当前国际上主要聚焦在小孔高硅CHA分子筛上。郝吉明研究团队发现,Cu/CHA分子筛具有优异的脱硝活性和氮气选择性,铜含量的增加会有效提高低温活性,且具有优异的抗水热老化和抗积碳能力,成为柴油车尾气净化的关键催化材料。   郝吉明说,下一步需要对不同排放源的氮氧化物开展污染控制,但关键的脱硝催化剂材料研究及应用仍然面临着三个方面的挑战。   一是再生及废弃催化剂如何资源化利用。“十二五”期间将大规模安装脱硝装置,脱硝催化剂市场良莠不齐,很难保证所有的脱硝催化剂都能够达到设计寿命,所以脱硝催化剂寿命和稳定性仍然是一个挑战。此外,将来大量的废旧催化剂如何再利用是下一阶段的研究课题。   二是推动烟气多污染物的协同控制。零价汞是全球性的大气污染物,燃煤烟气是汞的主要排放源之一,燃煤烟气汞的排放控制成为需要迫切解决的问题,研究如何能够在高效脱硝的同时氧化汞。   三是研发高效低成本分子筛脱硝催化剂。对于柴油车尾气中氮氧化物控制,虽然小孔分子筛负载铜的催化剂体系具有良好的脱硝性能及高热稳定性和抗积碳特性,但针对国内的劣质柴油,仍然需要解决催化剂的抗硫性能。   此外,替代燃料车尾气排放控制也面临难题。含氧替代燃料会造成尾气中氮氧化物排放量增加,提高了脱硝难度 不同燃料车尾气中非常规污染物(醛类、酸类等)的排放和危害也成为环境化学家必须关注的问题。
  • 西安禾普推出新型真空控制器产品
    新品发布!!! 西安禾普着力研发各类常用仪器设备,特色产品双层玻璃反应釜、旋转蒸发器,通过数年经验积累,拥有领先的技术和先进的工艺。我公司于近日推出最新设计的新型真空控制器,,突破传统的设计模式,大胆突破。不只限于专业的性能突破,更充分结合人体工学和现代美学。新推出的新型真空控制器的功能更加全面、强大。产品设计至始至终秉承以人为本,人性化设计。 1 关键配件完全采用进口,具备控制精度高、耐腐蚀、阀门寿命达到百万次寿命。 2 大屏幕触摸型彩色液晶屏可显示检测和设定的真空度,同时可直接在液晶屏上进行真空度的调整。3 旋钮键,可对真空度随时调整,使用方便。4 进气阀采用过滤装置,防止试剂被污染。 5 真空控制器可进行惰性气体补气,使试料不受氧化和污染。6 可配套进口包括(瑞士步琪、德国海道尔夫、德国IKA、日本雅玛托、日本东京理化EYELA等国际品牌)或国产各品牌旋转蒸发仪。7 可进行自动梯度程序控制,合成实验层析减压蒸馏时,对真空度的逐步控制。(梯度控制需要另配程序软件) 以具备优良控制真空度的真空控制器VC-3000为例。它与旋转蒸发仪等相连接,可以对旋转蒸发仪内部真空度进行控制,从而提高例如:甲叉二氯、苯、三氯乙烷、乙醇等沸点低试剂的回收率,也可进行惰性气体的置换对减压浓缩时内部不受氧化和污染, 在进行合成实验层析减压蒸馏时,可对真空度逐步控制,及试剂的逐步提取使用。欢迎新老客户订购!我们将竭诚为您提供最佳的产品和最好的服务!
  • 液态金属还原氧化石墨烯在生物传感中的应用
    Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing布鲁克纳米表面仪器部 李勇君 博士自室温和近室温液态金属(LMs)出现以来,此类材料因其软流体性质、高电子和热导率特性而受到研究者们越来越多的关注。其中,镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压等特性成为了LMs家族的典型代表之一,其可用于驱动表面化学反应,设计纳米结构等应用。到目前为止,众多研究者已经在 LMs 表面探索了多种反应,以生成基于层状材料和纳米粒子等不同涂层,但其表面在暴露于氧的情况下易形成天然氧化层而快速钝化,形成损害LMs导电性的绝缘表面,从而限制了在电化学和电子系统中的应用。因此,在LMs表面建立导电层,以实现高导电界面是对于需要电子、电荷转移这类应用的一种有前景和十分重要的策略。2021年11月,澳大利亚新南威尔士大学和中国香港大学的研究人员通过共晶镓(Ga)-铟(In)液态金属(EGaIn)与氧化石墨烯(GO)的界面相互作用成功实现了衬底上、单独GO的还原(rGO),合成了基于rGO与LM的核-壳复合材料(LM-rGO)。进一步,研究者通过布鲁克公司的原子力显微镜(AFM)、 峰值力扫描电化学显微镜(PF-SECM)、纳米红外光谱(nanoIR)、X射线能谱(EDS)等技术系统、详细地表征和讨论了LM对GO的还原能力,LM-rGO界面的相互作用,LM的界面传递,以及LM-rGO的电化学性能等,证实了LM−rGO是一种有效的功能材料和电极改性剂。最后,研究者基于LM-rGO开发出来的纸基电极实现了抗生物干扰的多巴胺选择性传感,展示了该低成本技术的商业应用前景。该项研究工作最终以“Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing”为题发表在2021年11月的《ACS NANO》杂志上。原文导读:研究背景:在过去十年中,自室温和近室温液态金属(LMs)出现以来,其在治疗学、微流体学、材料合成和催化等多个研究学科中得到了广泛的应用。作为LM家族的代表,镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压而倍受关注。具体而言,Ga基LMs的可调表面特性以及柔软、动态的界面使其成为合成多种材料的理想反应介质。基于Ga的LMs的另一个独特特性与Ga的不同氧化状态有关,这使得能够在电解或电流调节中调整氧化还原介导的合成路线。在界面上,LMs通常用于两种设想的合成路线:①作为柔软的超光滑模板,然后从表面剥离目标材料,②作为反应点和稳定载体,用于生成颗粒。将所有这些优点结合在一起,基于Ga的LMs可被视为有效的功能载体,为功能化合物的保留和生成提供了多功能界面。还原氧化石墨烯 (rGO) 是常用、流行的平面材料之一,其具有高导电性和跨平面的机械强度等特点。尽管研究者们已经提出了许多用于rGO 生产的方法,但开发一种高度可控的在室温下可行,并且对试剂的需求最少的还原方法仍然具有很大的前景。凭借其超反应性界面,可提供两种自由电子和离子,LMs 可能可以提供这样的反应介质,使 GO 薄膜和各种厚度的GO膜能够在室温下实现还原。一方面,LMs的动态可再生界面可用作重复使用的还原GO试剂,从而在无需任何外部输入(特别是施加电压)的情况下将成本和废物产生降至最低。 另一方面,LMs 的非极化表面可以轻松地从其表面捕获产生的 rGO,无需额外的化学步骤及可形成LM-rGO核-壳复合结构。在本研究中,研究者探索了共晶镓-铟 (EGaIn)和 GO 薄片之间的界面相互作用,考虑了不同的方法:包括利用 LMs 块体作为反应模板来还原GO 和利用LMs微颗粒作为的小型反应位点来合成复合材料。对于这两种情况,研究者都对 LMs表面的 rGO 进行了广泛的表征,以全面了解还原 rGO的特征和组成。 最后,研究者将合成的LM-rGO 微颗粒复合物用于标准电化学电池和电化学纸基分析装置 (ePAD) 中的传导表面改性修饰剂,用于在存在其他生物干扰的情况下对多巴胺 (DA) 进行选择性生物传感和检测。结果及讨论:为了研究LM对GO的界面影响,研究者考虑了不同的实验条件,包括使用LM块体作为软介质来还原不同厚度的GO膜、单独的膜,以及利用LM微液滴作为还原剂核心来生成LM-rGO核−壳复合结构。1. 衬底上GO膜的LM还原研究图1 a, 显示了衬底(Si/SiO2)上GO放入LM中还原的方法。通AFM表征还原前后的GO单层膜发现:LM处理后,单层膜膜厚从1.2 nm减小到了0.6 nm,膜厚的减小可归因于GO还原后变形的sp3碳结构和各种含氧官能团的去除。另外,通过对另外两个GO和rGO样品的AFM图像进行厚度统计分析,研究者进一步证实了暴露于LM后GO单层的厚度减少(图2,原文补充信息Figure S2)。在石墨结构的拉曼光谱中,D带(ID)和G带(IG)的强度之比被认为是石墨烯层内缺陷的指标,拉曼光谱显示LM还原前后的ID/IG从0.89变化到1.2,同时结合ID/IG拉曼成像(图1. d、e)可以进一步确认LM相对均匀地还原了GO单层。在这种方法中,LM大部分在设计的原电池中既是导体又是电解液。换句话说,导体本身可以提供一个充满离子和反应性金属位置的环境,而不是使用外部介质来移动负责电偶反应的电荷载体。LMs的柔软性还提供了液体块体和目标基板之间的有效界面接触,使所需的金属物种易于在表面上接触。图1. (a)基于衬底的GO的LM还原方法示意图 AFM图像:(b)暴露于LM前的GO样品和(c)LM反应后获得的rGO样品 (d)衬底上的GO和(e)浸入LM后获得rGO的拉曼光谱测量,D带和G带的表面拉曼成像及相应的ID/IG成像。图2. Si/SiO2衬底上不同样品的AFM成像和厚度分析:(a-b)LM还原前的GO样品和(c-d)LM还原后的rGO样品。2. 单独GO膜的LM还原研究为了进一步探索开发的基于LM的工艺能力,研究者探索了其独立薄膜GO的LM还原潜力。图3 a,显示了制备独立GO膜的LM还原方法。拉曼光谱证实了还原的有效性(图3c)。为了研究暴露于EGaIn前后表面官能团的分布,转移的厚rGO样品(~1.6 μm, 原文Figure S3-nanoIR表征的测量膜厚度)被进一步通过纳米红外光谱(nanoIR)进行了表征。如图3d所示,纳米红外成像是一种基于AFM的高空间分辨率化学成像和光谱研究技术,其中脉冲红外激光用于产生光热诱导共振和热膨胀。光吸收引起的膨胀激发了AFM悬臂梁的共振振荡,悬臂振荡的振幅正比于相应波长的红外光谱吸收。该技术被用于在高空间分辨率下评估GO和rGO样品中表面官能团的分布。从GO的纳米红外光谱(图3f)中可以看出,羰基峰1730 cm−1(C=O)具有很高的纳米红外振幅, 纳米红外成像也显示了GO表面上相对均匀的羰基分布。另外,GO样品的纳米红外光谱在1615 cm−1处也显示出明显的峰值,对应于GO中的C=C。同样,纳米红外光谱成像也显示了C=C分布的均匀性。GO和rGO之间的主要区别在于:rGO样品纳米红外光谱中羰基峰的消失(图3e),证实了厚GO样品的成功还原。纳米红外光谱中剩余的C=C振动(1593 cm−1),源自石墨烯环,在rGO纳米红外成像中也显示出高振幅和适当的分布(图2e)。最后,表征研究结果证实基于LM还原工艺也可以用于生成独立的rGO膜。图3.(a)单独GO的LM还原方法示意图 (b)单独GO膜的照片;(c)在暴露于LM之前和之后的GO薄膜拉曼光谱 (d)纳米红外光谱原理示意图 (e)浸入LM后获得rGO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=C分布纳米红外成像 (f)浸入LM前GO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=O、C=C分布纳米红外成像。3. LM-rGO复合材料的制备及表征为了探究GO还原过程的适用性,并在实际功能应用中了解LM微颗粒的还原能力,研究者进一步研究了在酸性GO悬浮液中通过超声波处理制备的LM-rGO复合材料。其合成过程的示意图如图4a所示。研究者通过透射电镜(TEM)证实并研究了LM-rGO核-壳结构,如图4b所示,球形LM颗粒被稳定的石墨片壳包裹,这表明粒子和LM颗粒表面的有效相互作用。另外,研究者也通过X射线能谱(EDS)完成了Ga, In,C,O元素的分析,EDS结果进一步证实了LM颗粒表面存在碳层和rGO片层的全覆盖。图4. (a) LM-rGO复合材料合成过程示意图 (b)LM-rGO核−壳结构的TEM图像 (c) SAED分析和HR-TEM图像 (d) LM-rGO不同放大倍数和角度下的SEM图 (e) LM-rGO表面的镓、铟、碳和氧元素的EDS成像。另外,为了收集更多关于合成复合材料元素组成的信息,研究者通过X射线光电子能谱(XPS)也对GO和LM-rGO复合材料进行了详细的研究。研究者也通过传统宏观傅里叶红外光谱(FT-IR)对LM-rGO表面官能团进行了研究,表明GO含氧官能团被广泛去除。4. LM-rGO复合材料的电化学行为由于LM-rGO复合材料具有高表面积、高活性界面和导电性等特点,可将合成的材料作为电活性改性修饰剂。因此,研究者在玻璃碳电极(GCE)和丝网印刷纸电极(PEs)上进行了大量的电化学性能评价,以探索LM基改性剂与纸张技术的相容性,以及开发低成本生物传感器的可能性。在这两种情况下,研究者采用电化学行为已知的亚铁氰化钾作氧化还原探针,并从电化学阻抗谱(EIS)响应、电活性表面积的变化等方面评估了改性剂对电化学性能的影响,并利用循环伏安法、微分脉冲伏安法、方波伏安法等多种电化学技术进行了表征。结果显示:LM-rGO改性修饰后的电极优于GCE和PE裸电极,证实了改性剂LM-rGO的优良电化学特性。另一方面,研究者也通过峰值力扫描电化学显微镜(PF-SECM)在纳米尺度对LM- rGO复合材料与电解溶液的界面电导率进行了评估,并研究了其表面的局部电化学活性。在PF-SECM方法中,利用AFM探针的纳米尖端和利用样品表面与针尖之间发生的可逆氧化还原反应,可以研究电荷转移的动力学。AFM探针纳米尖端可以实现表面高空间分辨率的电化学成像。PF-SECM操作示意图如图5a (原文Figure S9),PF-SECM工作在布鲁克专利的峰值力轻敲(PFT)模式下,该模式下纳米探针在一定振幅和频率下振荡,以收集样品的形貌和导电性等信息。PF-SECM模式使用“interleave mode”,在每个振荡实例中,探针被提升到样品上方250 nm的距离。当探针从样品表面提升时记录探针尖端电流,而该探针在样品表面一定距离的电流,可用来表征样品表面电化学活性。本研究中,六胺钌氧化还原反应被用于PF-SECM成像。图5b显示了LM-rGO复合材料的形貌。图5c显示了与样品表面接触时的针尖电流,该电流既反映了样品在电解溶液中的界面局部电导率,又反映了样品表面的电化学活性。纯电化学活性数据(图5d)为AFM探针从样品表面250 nm提升高度处的探针测量电流,这证实了电荷转移可能发生在整个表面。LM-rGO微颗粒边界具有较大电化学活性,并与附近颗粒的壳相互连接。边界处电流的轻微增加是由于这些边界代表样品中的低洼区域(如山谷形状),具有高有效表面积,可再生还原剂六胺钌。PF-SECM测量结果显示LM-rGO在纳米尺度具有良好的整体电化学活性,电流可达1.7 nA。图5. PF-SECM原理和LM-rGO粒子PF-SECM分析结果:(a)PF-SECM工作原理示意图(RE、CE和WE分别对应于参比电极、对电极和工作电极);(b) LM-rGO微粒的AFM图像;当针尖位于样品表面(c)(此处的电流代表界面电导率和电化学活性)和距离样品表面250 nm高度(d)(代表样品和电解质之间界面的电化学活性)时,针尖电流成像。5. 多巴胺的选择性传感在完成了前述的详细研究后,在抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)存在的情况下,研究者采用了多巴胺(DA,重要的神经调节剂之一)进行了LM-rGO修饰电极用于DA检测的适用性和选择性评估。LM-rGO修饰,rGO修饰 (ErGO)和裸GCE电极的电化学EIS光谱被用来显示LM- rGO复合物中每个组件的作用。如图6a所示,ErGO显示表面DA反应的Rct值仍然较高(50.7Ω)。然而,在LM-rGO中, Rct值为20.3 Ω。这一观察结果证实了LM在系统电化学性能中的作用,与ErGO相比,LM产生的混合物对电荷转移的阻力更小。为了探索LM-rGO的作用,研究者将修饰剂、裸电极和修饰电极暴露于含有DA、AA和UA混合物的溶液中,然后记录了电化学信号(DPV和CV)。图6b、c、h显示了从裸电极, LM-rGO 修饰GCE和 PE的信号。结果可以看出:对于裸电极,DA、AA和UA的氧化还原峰显示出重叠和接近。然而,在修饰后,在不同的电位窗口中可观察到每种化合物相应的分离峰,因而证实在存在其他干扰化合物的情况下,直接测定DA成为可能。另外研究者也通过FT-IR测量了DA、AA和UA与LM-rGO的特定相互作用(图5f)。LM-rGO的FT-IR光谱显示,LM-rGO在低波数区(低于900 cm-1)尤其是在667 cm-1(代表Ga−OH基团) 表现出剧烈变化。LM-rGO表面的Ga−OH还原仅在存在AA中观察到,这为选择性峰移机制提供了证据。UA向高电位的选择性转移来源于LM-rGO表面剩余负电荷基团和带负电荷的UA分子之间的电荷排斥作用。因此,这种表面相互作用因为AA和UA的峰移,从而增强了DA的选择性。为了获得最大的传感响应,研究者对修饰材料的用量进行了优化。在最佳修饰膜厚度下,研究者获取了LM-rGO修饰GCE和PE的DA定量测定校准曲线。根据图6d,i中提供的结果,该传感器可定量测量100 nM至1500μM(GCE)和400 nM至750μM(PE)范围内的DA浓度水平,GCE和PE的灵敏度分别为30和100 nM。与GCE相比,尽管PE具有更高的电活性表面积,但观察到的动态范围更窄,灵敏度更低,这是由于PEs中已知的耗尽效应和有限的扩散。在不同浓度水平的DA和其他干扰化合物(包括AA、UA和葡萄糖(GLU),高浓度1.0 mM)共存的情况下,研究者也对界面选择性也进行了评估。图6e结果显示,DA的原始信号不会受到其他干扰物的影响,目标分析物DA的测量具有良好的选择性。最后,研究者在人血清样本中进一步研究了该传感器用于DA生物传感的适用性和选择性,结果证明:研究者设计的传感器在如此复杂的生物基质中的具有良好的准确度和精确度。图6.(a)裸GCE(i),LM-rGO修饰的GCE(ii)和ErGO修饰GCE(iii)的EIS光谱(DA用作电化学探针);LM-rGO对GCE表面进行修饰前后,含有AA、DA和UA的混合物的CV(b)和DPV(c)信号;(d) LM-rGO修饰GCE的校准曲线,DA浓度从0到1500μM不等;(e)LM-rGO修饰GCE上进行的DA选择性试验,AA和UA浓度为1 mM;(f)LM-rGO,LM-rGO暴露于AA、UA和DA的FT-IR光谱;(g)ePAD的结构图像和 LM-rGO修饰前后PE表面的显微图像;(h)LM−rGO进行表面修饰前后,含有DA、UA和AA混合物的DPV测量信号;(i)LM-rGO修饰PE的校准曲线,DA浓度从0到750μM不等;分别使用Ag/AgCl和碳准参比电极测量从GCE和PE获得的电化学信号。 研究结论:在本研究中,研究者探索了室温LMs和GO薄片之间的界面相互作用。证明了LM和GO之间存在很强的电偶相互作用,这可以用于生成rGO单层膜和rGO厚膜。研究者对所制备的rGO样品进行了AFM,nanoIR, EDS和PF-SECM等详细表征,实验结果确认通过LM能均匀有效地还原GO薄片。研究者所提出的基于LM的rGO生产方法,有望实现rGO独立膜和衬底支撑单层膜的简易合成。此外,这种界面作用也被用于合成LM-rGO核−壳复合结构。研究者对LM-rGO修饰电极进行的电化学表征显示在AA和UA存在下LM-rGO修饰电极对DA具有良好的选择性,可用于生物传感。总之,本研究显示了LMs对GO薄片室温的还原能力,以及展示了构建功能性应用的可能性。类似利用LMs的界面特性的工艺,可以在未来的研究和工业应用中具有大量潜在应用前景。Bruker公司的AFM,nanoIR,PF-SECM,EDS等纳米技术手段因其高空间分辨率的形貌,纳米光谱和化学成像,纳米电化学,纳米元素分析的能力,将为各类复合材料纳米结构的界面研究提供新的多样化表征手段和研究方法。原文链接:Mahroo Baharfar, Mohannad Mayyas, Mohammad Rahbar, Francois-Marie Allioux, Jianbo Tang, Yifang Wang, Zhenbang Cao, Franco Centurion, Rouhollah Jalili, Guozhen Liu, and Kourosh Kalantar-Zadeh,Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing,ACS Nano,(2021)15 (12), 19661-19671https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06973?ref=PDF
  • 浅述PH/ORP控制器的产品优势
    随着社会经济的发展、科学的进步,人类生活水平虽大步前进,但对环境的危害却原来越严重,企业生产产生的废水,如果直接排放到环境中,将直接威胁着人类的生存,而PH/ORP控制器的应用,可对企业各种废水污染参数进行针对性的检测。   PH/ORP控制器是一类专门的自动化在线分析仪表,仪器通过实时、现场操作,可在无需人工操作的情况下实现从水样采集到数据输出的快速分析,具有自动诊断、自动校准、自动清洗、故障报警等功能,以保证分析结果可靠性和仪器的长时间*运行。   在企业日常的废水水质检测中,PH/ORP控制器是不可少的常用检测仪器,投入使用后可快速检测各种污染参数对水体造成的污染程度,从而有针对性地对废水进行处理,这对环境保护起着至关重要的作用。在专用消解管或比色管内充分反应后,采用分光光度法原理,在对应的特定波长下,检测各污染参数的吸光度,经微电脑技术进行数据处理后,直接显示出样品浓度值,用单位mg/L、ppm、ppb、度、NTU等表示。   针对环境污染比较严重的水样,尤其是工业生产污染物的水样,用酒精喷灯加温至沸几分钟,观查水溶液是不是变成深蓝色,若展现深蓝色的话,应再适度的少取试料,反复以上试验,直到水溶液已不变深蓝色为止。为此明确被测水样有效的稀释倍数。稀释液时,所取污水样量建议不要低于五毫升,假如化学需氧量很高,则污水样应数次稀释液。   测量低浓度COD的水样时,也要考虑到一些出乎意料的因素,像是聚乙烯桶盛放纯净水或双蒸水,随着盛放时间的增长,其COD值也会慢慢延长。有的试验人员还选用销售市场上的食用矿泉水,取代纯净水或双蒸水做空白,也会出現空白值提高的状况。
  • 在线式四合一气体远程控制器
    ET-04型,列在线式多参数气体检测仪是一种可以多配置的单种(臭氧,氨气一氧化碳,二氧化硫,硫化氢等,见列表,任意选配)的气体检测报警仪, 具有非常清晰的大液晶显示屏,声光报警提示,带内置泵,保证在非常不利的工作环境下也可以检测危险气体并及时提示操作人员预防。同时将数据远程传输 有:在线检测和无线传输功能 特点: -自带吸气泵可将数十米距离外气体吸入仪器进行测定 -声、光报警 -大屏幕数字、字符显示、瞬时值、峰值显示 -开机或需要时对显示、电池、传感器、声光报警功能自检 -安全提示:定期闪灯、声音提示 -出众的音频声音报警 -配有充电器、携带方便、使用灵活 -可以同时支持4种的气体检测工作,组成四合一在线检测 -四种气体前三种都是按照客户自行挑选的,第四种的气体是标配好的二氧化碳。 如想变成在线式的,请看ET-08型在线式气体检测远程传输系统 主要传感器技术指标  技术参数: 1:检测气体:任意选择 2:传感器寿命:二氧化碳传感器寿命是7年,其他传感器寿命为30个月 3:电池:可充电电池 电池工作时间:连续工作大概 200小时左右,另外配充电器 4:显示:大屏幕液晶显示 5:工作温度:-10∽45℃ 6:工作湿度:5-90%RH 可以任意选择四种传感器,组成四合一气体分析仪,第四种定是二氧化碳 检测气体 量程 精 度 最小读数 响应时间 甲醛检测仪 0-10.00ppm <± 5%(F.S) 0.01ppm &le 25秒 氧气(O2) 0-30%Vol <± 5%(F.S) 0.1%Vol &le 15秒 臭氧检测仪 0-20ppm <± 5%(F.S) 0.01 ppm &le 30秒 可燃气(EX) 0-100%LEL <± 5%(F.S) 1%LEL &le 5秒 一氧化碳(CO) 0-100ppm <± 5%(F.S) 0.1ppm &le 25秒 硫化氢(H2S) 0-100.0ppm <± 5%(F.S) 0.1ppm &le 30秒 二氧化硫(SO2) 0-100ppm <± 5%(F.S) 0.1ppm &le 30秒 一氧化氮(NO) 0-250ppm <± 5%(F.S) 1ppm &le 60秒 二氧化氮(NO2) 0-20ppm <± 5%(F.S) 0.1ppm &le 25秒 氯气(CL2) 0-20ppm <± 5%(F.S) 0.1ppm &le 30秒 氨气(NH3) 0-100ppm <± 5%(F.S) 1ppm &le 50秒 氢气(H2) 0-1000ppm <± 5%(F.S) 1ppm &le 60秒 氰化氢(HCN) 0-50ppm <± 5%(F.S) 0.1ppm &le 200秒 氯化氢(HCL) 0-20ppm <± 5%(F.S) 0.1ppm &le 60秒 磷化氢(PH3) 0-5-1000 ppm <± 5%(F.S) 0.01/1ppm &le 25秒 国内诚招各地区总代理商,有意向请来电咨询 江苏金坛市亿通电子有限公司 地址:金坛市华城开发区华兴路 电话:0519-82616366 82616576 传真:0519-82613699 Http://www.eltong.com
  • 有望减缓温室气体增加,科学家用冷冻电镜全面解析微生物一氧化二氮还原酶组装过程
    无味无毒的气体一氧化二氮(N2O,nitrous oxide)可以通过生物和非生物两类过程形成,这导致大气中 N2O 浓度每年稳定增加 0.2-0.3 %。一氧化二氮是一种消耗臭氧的物质;它的全球变暖潜力超过了二氧化碳的 300 倍,因此已经被认为是 21 世纪最关键的人为排放物。微生物可以将 N2O 转化为 N2,这是反硝化过程的最后一步,这一反应完全由一氧化二氮还原酶(N2OR 酶)催化。大气中 N2O 释放和不断积累的一个主要因素是,在高流量氮的环境下,微生物还原 N2O 的能力有限。因此,利用 N2OR 酶的性能进行农业或生物修复应用是相当有意义的,这需要对该酶及其反应过程有一个详细的了解。除了 [ 4Cu:2S ] CuZ 簇,它还含有混合价的双铜电子转移中心 CuA,这使其成为目前已知最复杂的含铜酶。各种真核生物和原核生物酶在涉及氧运输、电子转移或氧化还原催化的过程中都会使用过渡金属铜,但其巨大的细胞毒性、对铁硫簇代谢的不利影响以及产生活性氧的倾向性,使得细胞内必须进行严格的平衡和调节。N2O 还原剂通过完全在细胞质外组装 CuA 和 CuZ 来规避与细胞内铜有关的风险,尽管 apo-N2OR 已经以折叠状态通过 Tat 途径被输出。然而,这种策略导致了新的复杂情况,特别是包括在周质中没有还原当量和高能化合物,如核苷三磷酸酯。I 族 N2O 还 原催化剂的共同结构包括两个核苷酸结合结构域(NosF)和两个跨膜结构域(NosY)。一些细菌输出体进一步与附属蛋白相互作用,以建立复杂的运输系统,NosD 蛋白被认为是与 NosFY 一起发挥这种作用。由于 NosDFY 的实际货物分子尚未被确定,不能排除 CuZ 成熟所需的周质硫源。为了了解 N2OR 成熟的分子基础,这项研究制作并表征了 NosDFY 复合物,并通过冷冻电子显微镜(cryo-EM)研究了它与 NosL 和 N2OR 的相互作用,揭示了由细胞质中 ATP 水解驱动的周质酶铜位点的顺序组装线。2022 年 7 月 27 日,德国弗莱堡大学生物物化学研究所所长奥利弗 艾因斯(Oliver Einsle)与美国范 安德尔(Van Andel)研究所首席研究员杜娟合作,在 Nature 发表其最新论文,题为《一氧化二氮还原酶的组装机制中的分子相互作用》(Molecular interplay of an assembly machinery for nitrous oxide reductase ) [ 1 ] 。该工作详细地解析了 N2OR 酶的三维结构和组装机理。▲图 | 相关论文(来源:Nature)p. stutzeri (施氏假单胞,一种革兰氏阴性细菌)在大肠杆菌中被生产为稳定的五亚基复合物 NosDF2Y2,并在膜部分溶解后通过色谱方法分离出来。NosF2Y2 异源四聚体形成了复合物的核心,45kDa 的 NosD 蛋白从其中突出到周质中,成为一个细长的 β 螺旋,与糖类结合的蛋白质以及糖水解酶家族具有结构相似性。NosD 的主轴从与 NosFY 对相关的双轴上倾斜,打破了分子的对称性。在 NosD-NosY 界面,NosD 的 C 端折叠成三个 α - 螺旋(hI-III),部分位于膜内,紧紧楔入 NosY 二聚体。▲图 | 无核苷酸状态下 P.stutzeri NosDFY 的三维结构(来源:Nature)为了描述 NosDFY 的 ATP 结合状态,研究者们产生了一个 NosF(E154Q)变体。在这一变体中,非活性谷氨酰胺取代了催化性谷氨酸残基 154,且该单点变体的 ATP 水解活性降低得十分明显。当在特定的背景下表达时,它会使得 N2OR 酶缺乏活性位点 CuZ 簇,从而导致功能失调。无效的 E154Q 变体使 NosF 处于 ATP 结合状态,正如其他 ABC 蛋白(ATP 结合盒式蛋白,ATP-binding cassette transporter)已经报道的那样。具体来说,ATP 的结合使得 NosF2 二聚体大幅度闭合,这一动作将直接传导到 NosY 二聚体,从而实现关闭跨膜间隙,最终诱导 NosD 在周质中发生复杂的构象变化。这一过程可以用三种主要的旋转模式来描述。▲图 | NosDFY 及铜与 NosD 的结合的构型动力学(来源:Nature)据悉,NosDFYL 在正十二烷基 β -D- 麦芽糖苷(DDM)中会被分离出来,并被重组到糖二醇胶束(GDN)和膜支架蛋白(MSP)纳米盘中,以 3.3- (纳米盘)或 3.04- (GDN 胶束)的分辨率进行冷冻电镜观察。NosL 在复合物中的位置立即变得清楚,其 N 端被解析到 NosL ( C24 ) 的脂质附着点,该位点正好位于膜界面,而脂质附着点本身并没有被解析。这种排列明晰了 NosL 实际上并不像以前提出的那样位于外膜中,而是位于细胞质膜的外叶中。▲图 | 无核苷酸的 NosDFY 接受来自 NosL 的 Cu+(来源:Nature)在三个组成部分的相互作用中,ATP 驱动的 NosD 的旋转运动控制着与其伙伴 NosL 和 N2OR 的相互作用,其具体相互作用模式见下图。负载铜的 NosL 只能在无核苷酸状态下与 NosDFY 结合,在这种状态下,NosD 上的铜结合点朝向膜,允许 Cu+ 从 NosL 转移到 NosD。随后 ATP 与 NosF 的结合引发了 NosD 的旋转,而与膜相连的 NosL 无法跟随,导致其释放。在这种构象中,NosD 现在可以通过相同的界面与 N2OR 相互作用,将其 " 含铜货物 " 转移到该酶的金属位点。然后 NosF 中的 ATP 水解使 NosDFY 回到其无核苷酸的开放构象,而 N2OR 二聚体向膜的移动最终将迫使其释放,并释放出 NosD 上 HMM 三联体的铜结合位点,以装载 NosL 的另一个金属阳离子。在任何一个方向,各自的相互作用伙伴的释放都是通过 NosD 的旋转运动机械地触发的,NosDFY 及其伙伴的复合物的结构十分详细地显示了 ATP 驱动的 NosD 的变形如何使单核伴侣 NosL 的单个铜离子逐步转移,最终组装成四核 CuZ 簇。因此,ABC 运体 NosDFY 作为一个跨膜能量转换器,动态地促进新生酶与 NosD 的铜供体的结合和分离,将一个主要的活性转运蛋白重新利用为 ATP 驱动的杠杆,跨越分隔两个非常不同的细胞区间的边界。▲图 | 铜从 NosL 经 NosDFY 到 N2OR 的运输模型(来源:Nature)总之,该研究以 NosDFY 与 NosL 和 N2OR 酶组成的复合结构为解析对象,这一结构中含有高度复杂的铜位点,利用冷冻电镜,复合结构的组装途径被完全展示。在这一途径中,NosDFY 作充当机械能量转换器的角色,而并不直接起到转运作用。这项工作是科学家首次解析如此复杂的 N2O 还原酶结构,将为微生物 N2O 降解提供完整的理论支撑,并有望推动 N2O 还原降解的技术研究。
  • 【报名有礼】MTS SANSFLEX新控制器全解析!限时放送!
    16年前SANS开发出国内顶尖DCS控制系统,也是在这个时候DCS技术在国内被应用到试验机控制系统中。今日MTS-SANS强强联手,将原DCS-300控制器全面升级,开发出更高端的试验机控制系统-SANSFLEX,这款控制器将全面应用到SANS电子万能试验机和静态液压万能试验机中。MTS再次引领静态控制器的飞跃!欢迎报名进一步了解!全面讲解 报名有礼MTS-SANS SANSFLEX新控制器视频讲解在线报名SANSFLEX全面视频讲解,6月3日-6月8日 ,限时放送。即刻报名,即有机会获得精美礼品,先到先得! 报名观看方式 扫描并识别上方二维码进入报名通道参与报名。后续会有专门工作人员发送观看链接。Tips:资源限时过期,报名成功记得在活动时间内观看视频讲解哦!MTS-SANS 万能试验机 ,静态液压试验机与SANSFLEX控制器DCS-300控制器全面升级为SANSFLEX控制器更酷外观,更优的质感接口说明,使用更简单性能提升,数据更稳定精确安全升级,试验更安心̷̷SANSFLEX新控制器接口面板选择灵活的接口面板选项可按照客户需求灵活配置实惠首选合适才最好MTS美国总部MTS系统公司(MTS Systems Corporation,简称MTS )成立于1966年,在美国纳斯达克独立上市,总部位于美国明尼苏达州,是全球知名的力学性能测试系统、仿真系统和传感器供应商。MTS产品被广泛应用于各行各业,提高产品品质,加快研发进度,包括材料力学性能测试、土木工程结构测试、航空航天以及汽车耐久性、性能测试与仿真等领域,其先进高性能传感器用于各种振动、压力、位置、声学和载荷测量。美特斯工业系统(中国)有限公司是MTS在中国的全资子公司。2008年,MTS正式收购中国知名的静态材料试验系统供应商新三思(SANS)。SANS 正式成为 MTS 公司静态测试业务旗下品牌,SANS的加入,大大增强了MTS满足中国日益增长的试验需求的能力,并凭借中国制造的平台向全球更大范围的客户提供更实惠的测试解决方案。
  • 电阻加热蒸发源及控制器研制
    table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr td width=" 86" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 535" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 电阻加热蒸发源及控制器 /strong /p /td /tr tr td width=" 95" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 535" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 中国科学院物理研究所 /p /td /tr tr td width=" 95" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 182" p style=" line-height: 1.75em " 郇庆 /p /td td width=" 126" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 202" p style=" line-height: 1.75em " qhuan_uci@yahoo.com /p /td /tr tr td width=" 95" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 531" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发& nbsp □已有样机& nbsp □通过小试& nbsp □通过中试& nbsp √可以量产 /p /td /tr tr td width=" 95" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 531" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " √技术转让& nbsp & nbsp √技术入股& nbsp & nbsp □合作开发& nbsp & nbsp √其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介:& nbsp /strong /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/7a88eaa5-8603-403c-bd0d-271d8a438f3c.jpg" title=" 1.jpg" width=" 400" height=" 180" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 180px " / /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/5ecfa9a4-14a2-4f8a-86d4-7292f56fab4f.jpg" title=" 2.jpg" width=" 500" height=" 103" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 500px height: 103px " / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp 电阻加热坩埚的方式,对材料进行热蒸发。该部件采用超高真空兼容设计(CF35 法兰), 具有水冷和手动挡板功能。其水冷采用特殊设计结构,具有水冷效率高、不需要区分进水/ 出水口的特点。专利设计的坩埚结构,可以在不破坏加热钨丝的情况下更换蒸发材料。目前 该设备已在国内外多家单位进行了尝试性推广,包括中科院物理所、清华大学、北京大学、 南京大学、华东理工大学、法国 CEA、美国加州大学 Irvine 分校、美国 LBNL,效果良好。 其主要技术指标为: br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 安装法兰:& nbsp CF35 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 超高真空兼容性:& nbsp 是 – 可烘烤至 200℃ br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 腔内直径:& nbsp 34mm br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 腔内长度:& nbsp 110mm~500mm 可定制 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 源数量:& nbsp 1 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 冷却方式:& nbsp 水冷 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 坩埚材料:& nbsp 99.8%三氧化二铝 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 工作温度:& nbsp 250℃~1200℃& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 温度测量:& nbsp 有 & nbsp & nbsp K型热电偶 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 所配套控制器,具有 PID 控制和多段可编程功能。输出功率可定制,控温精度高。有上 位机软件,界面友好、使用方便。主要技术指标为: br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 最大输出功率: 576W(36V/16A)--可定制 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 加热方式: 交流 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 控温表头: 多种控温表头可选 br/ & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 温度传感器: K 型热电偶(C 型热电偶可定制) /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景: /strong strong /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 主要用于分子束外延系统以及其他超高真空设备中的有机材料及低温无机材料的热蒸 & nbsp & nbsp 发沉积。应用范围广,每年国内市场需求在数百套以上。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况: /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 发明专利:201410538769.9 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p
  • 控制氮氧化物 欧美有何良策?
    关注焦点:   ●实施多指标综合管理措施   ●制定相应的标准体系   ●推动实施区域联防联控   ●采取经济激励政策   ●披露企业污染排放信息      据估计,和上世纪80年代相比,我国机动车保有量增加24倍,机动车排放成为部分大中城市大气污染的主要来源。 CFP供图   氮氧化物是大气主要污染物之一,是光化学烟雾污染、城市灰霾天气、大气酸沉降等一系列环境问题的重要根源。由于氮氧化物可以在大气层中长距离输送,其引起的全球性或区域性污染问题也日益凸现。   发达国家较早采取了一系列政策措施防治氮氧化物污染,其中一些经验对我国“十二五”期间进行氮氧化物污染综合管理和控制有一定借鉴意义。   由于氮氧化物的控制涉及到多种二次污染物,因而既要考虑其本身的危害,又要考虑其二次污染物的危害。针对这一特点,欧美等发达国家采取了系统的防控措施,并取得了显著成效。   实施多指标综合管理措施   美国和欧盟的氮氧化物控制政策目标均是减少氮氧化物及其二次污染物的环境损害。因此,在控制氮氧化物污染时,不仅要求各类排放源达到相应的排放标准,还要求根据二次污染物的削减目标来制定区域氮氧化物的排放总量。   欧盟的酸雨政策从一开始便将酸沉降、富营养化和近地面臭氧问题纳入同一控制体系,采取一揽子控制政策。   多指标的污染控制政策可以有效避免多个单指标控制政策之间的冲突,并且更易于执行。   美国氮氧化物控制主要是以二次污染物臭氧和酸雨为最终控制目标,一方面通过州际合作解决近地面臭氧非达标区的二次污染问题,另一方面通过酸雨计划解决氮沉降问题。美国2005年颁布的《州际清洁大气法案》也考虑了多指标的大气污染控制政策,将臭氧和细颗粒物的污染控制纳入统一政策体系中。   制定相应的标准体系   美国和欧洲都制定了各类大型固定源以及机动车的氮氧化物排放标准。排放标准本身的制定就同时考虑了环境要求和相关控制技术的经济性、可行性、和费用有效性。   美国环保局以1990年《清洁大气法修正案》的第一卷“大气污染预防与控制”以及第四卷“酸沉降控制”为法律依据,通过执行酸雨中氮氧化物的削减计划来控制固定源氮氧化物污染。   酸雨计划分两个阶段在全国范围实施燃煤电厂的氮氧化物削减:第一阶段的削减对象为固态排渣墙式锅炉以及切向燃烧锅炉。第二阶段的削减对象为格状喷然器、旋风燃烧器、湿态排渣锅炉以及立式燃烧锅炉。   针对机动车排放源,美国和欧洲均出台分阶段的排放标准,通过逐步更新机动车排放控制技术削减氮氧化物的排放。   美国和欧洲均采用了包括二氧化氮、臭氧和细颗粒物的多指标体系制定环境空气质量标准来控制氮氧化物污染。欧盟及其成员国制定的二氧化氮标准均符合世界卫生组织的推荐标准。美国虽然对二氧化氮要求较为宽松,但严格控制二次污染物,对氮氧化物起到了协同控制作用。   推动实施区域联防联控   在解决氮氧化物及其二次污染物的长距离输送问题时,欧洲和美国都制定了区域污染控制政策,建立了地区间协调和合作机制,通过多地区间的协作达到减少氮氧化物区域污染的目的。   在欧洲,欧盟各成员国通过签署各类国际公约,提交国家削减计划等方式来达到控制氮氧化物区域污染的目标。   1979年,欧洲和北美各国签署了《长距离跨界大气污染公约》来解决酸雨和近地面臭氧等大气污染物跨界输送导致的问题 1988年,联合国欧洲经济委员会制定了这一公约下旨在控制氮氧化物排放和输送的《索菲亚协议》,规定到1994年止,氮氧化物排放量要冻结在1987年的水平,并且自1989年开始,10年间应削减氮氧化物30%的排放量。1999年,欧盟各成员国签署的《控制酸沉降、富营养化和臭氧协议》制定了各签署国到2010年的氮氧化物排放限制目标。   另外,欧盟于1997年通过了一项酸雨防治战略,旨在同时解决欧盟范围内的酸沉降、富营养化以及近地面臭氧问题。由于氮氧化物是这3类二次污染问题的前体物质,因此这一战略通过制定全欧盟排放总量目标来解决这些问题。2001年,欧盟委员会通过了《国家最高排放限值公约》,规定了包括氮氧化物在内的4种生态污染物到2010年的排放限值。   美国为解决氮氧化物长距离传输所引起的臭氧和细粒子污染问题,制定了区域污染控制策略,建立了地区间的有效协调和合作机制。   1994年,美国东部各州建立的臭氧输送委员会形成了谅解备忘录,实施区域性氮氧化物削减计划。第一阶段(1999~2002年)为氮氧化物配额管理方案,规定了氮氧化物的年排放总量和污染源排放配额,合作区域包括12个州和哥伦比亚特区。第二阶段(2003~2008年)为氮氧化物州际执行计划,制定了区域排放总量限值,并规定排污企业可以卖出或者存储多余排放配额,这一计划将合作区域扩大到22个州。   2009年开始,美国东部各州在《州际清洁空气法案》基础上执行氮氧化物的臭氧季节削减方案来控制夏季电力部门排放氮氧化物,合作区域增至28个州。   采取经济激励政策   近年来,发达国家将基于成本收益分析的经济激励政策引入氮氧化物的控制政策体系,成为基于法规政令的命令控制型政策的有益补充。   其中,美国最常用的是排污许可证交易制度,欧洲部分国家则借助于排污收费和排污税来控制企业的排污行为。   美国在臭氧输送委员会氮氧化物配额管理方案和氮氧化物州际执行计划中实施了氮氧化物配额交易,使得控制政策在实现了污染排放削减目标的同时,大大降低了减排成本。   据美国环保局估算,氮氧化物配额交易使臭氧输送委员会氮氧化物配额管理方案第二阶段的污染削减成本从高于13亿美元(2000年价格)降低到7亿美元水平。这一机制成功地降低了氮氧化物的排放量和近地面臭氧的环境浓度。   据美国环保局2007年的评估数据显示,在实施氮氧化物配额交易后,2006年目标排放源的氮氧化物排放量与2005年相比削减了7%,与1990年相比削减了74%。   西欧部分国家对氮氧化物征收税费,通常只是针对较大的排放源征收排污费,例如发电厂、供热厂等。   法国自1990年起即开始对大型燃烧源收取氮氧化物排污税,并将75%的收入用到减排投资和研发。缴税企业可依据减排技术类型申请补贴,标准减排技术补贴比例为增量成本的15%,先进减排技术为30%。这种税收收入分配机制调动了企业使用先进减排技术的积极性,使得1997年氮氧化物削减了13%。   1990年,瑞典开始对大型燃煤电厂收取氮氧化物排污费。收费政策实施后,瑞典1993年氮氧化物的排放总量比1990年削减了44%,提前实现了1995年减排35%的目标,取得了显著的减排效果。   2007年1月1日,挪威开始针对船舶、航空以及道路等移动源和部分工业固定源征收氮氧化物排污税,税收对象覆盖55%的氮氧化物排放源。排污税政策执行1年之后,氮氧化物排放总量削减了0.6%。   披露企业污染排放信息   企业作为削减氮氧化物的基本单元,其污染控制手段和实施情况直接影响到减排效果。发达国家将企业排放登记制度和企业污染源信息披露制度作为重要的辅助工具应用于污染物削减政策的制定和执行。   2009年10月8日,全球第一份具有法律约束效力的《污染物排放和转移登记议定书》在欧洲17个国家正式生效,并向所有联合国成员国或区域一体化组织开放。参加《议定书》的国家必须对其国内工业、农业、交通和商业等领域排放的包括氮氧化物在内的86种主要污染物污染源进行登记和通报,并将数据以网上公开登记册等方式向公众公开。   近年来,奥地利国际系统分析研究所、美国宇航局等科研机构公布了氮氧化物全球排放清单,为决策部门、科研单位和公众披露环境信息,便于有关部门实行监控氮氧化物变化趋势、制定更有效的控制措施。 我国可采取何种对策?   随着经济的持续快速发展和能源消耗量的增加,我国氮氧化物排放量也在增长。1980年的排放量约为476万吨,2008年增长到1625万吨。从排放源来看,第一次全国污染源普查的数据表明,我国97%的氮氧化物排放来自工业源和机动车尾气。其中电力热力的生产和供应是最主要的氮氧化物排放企业,排放量占到我国排放总量的40%。   随着我国机动车保有量从1990年的620万辆增长到2009年的1.86亿辆,机动车尾气在氮氧化物排放中的比例逐年上升,已由1995年的10.4%快速增长到2007年的31%。   针对这一情况,建议采取以下对策:   第一,实施多指标综合管理。就我国目前氮氧化物的污染状况而言,应该尽早形成覆盖二氧化氮、臭氧、细颗粒物以及酸沉降等多项控制指标的综合指标体系,实施氮氧化物的多目标管理,从一次污染物到二次污染物进行全生命周期控制。   第二,开展氮氧化物区域联防联控。存在严重氮氧化物污染问题的地区,有必要制定区域层面的氮氧化物污染联防联控政策,建立污染源协调和管理机制,从而有效地解决区域整体的环境污染问题。   第三,加强企业排污监管。结合氮氧化物总量控制目标加强企业监督,督促其严格执行排放标准。通过环境信息披露制度,在政府、企业与公众之间形成相辅相成的良性互动,达到更好的污染防治效果。   第四,推行经济激励。在我国氮氧化物的防控工作中引入市场化的经济政策,使命令控制方式和市场化机制互相补充。在实施氮氧化物排放总量控制时,配套实施相应的减排激励政策,鼓励多减排、早减排、尽快实施氮氧化物排污收税和排污削减量交易等措施。
  • 大连化物所研制的二氧化碳还原组件成功应用于我国空间站
    大连化物所催化与新材料研究室(十五室)黄延强研究员、张涛院士团队研制的二氧化碳还原组件成功应用于我国空间站。该组件现已在空间站核心舱稳定运行超过六个月,组件的水回收率、产水量、水质等关键参数均高于设计指标,降低了空间站对水补给的依赖。   二氧化碳还原组件隶属于空间站环境控制与生命保障分系统,可以将航天员呼出的二氧化碳和电解水制氧副产物氢气,通过催化反应转化为水和甲烷,以水的形式实现氧的回收,能够实现航天员呼吸用氧的循环。  空间站特殊的空间应用环境对组件提出了小型化、低能耗、长寿命和高可靠性等严苛要求。研究团队紧密对接中国航天员科研训练中心和中国空间站建设的需求,基于材料(催化剂和吸附剂)、反应器和系统集成三个层面的创新,研发出适合我国空间站特点的二氧化碳还原组件。  组件正样产品于2022年5月10日随天舟四号货运飞船送入空间站,由神舟十四号航天员乘组于2022年6月23日完成在轨组装并转入日常运行。该组件的成功应用,进一步提高了空间站内物质的闭合循环程度,标志着我国可再生环境控制和生命保障技术水平跻身国际先进行列。
  • 在线电化学方法实现免疫球蛋白链间/链内二硫键的还原
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章,Online Electrochemical Reduction of Both Inter- and Intramolecular Disulfide Bridges in Immunoglobulins1。该文章的通讯作者是来自荷兰伊拉斯姆斯大学医学院的Martijn M. Vanduijn研究员。许多蛋白质中都包含着二硫键,二硫键是指连接不同肽链或同一肽链中两个不同半胱氨酸残基的巯基组成的化学键(-S-S-)。在蛋白质分子中,二硫键起着稳定肽链空间结构的作用。二硫键数目越多,蛋白质分子对抗外界影响的能力就越大。维持二硫键的完整有利于蛋白质的液相色谱分离,但却给后端的质谱分析带来了挑战。常规的方法是在质谱分析前期对蛋白质进行变性、还原、烷基化处理,这些前处理过程可以有效的减少二硫键对后续酶切或二级碎裂(MS/MS)的干扰,但却非常繁琐耗时,除了会产生副反应以外,蛋白样品也可能在前处理过程中发生丢失。一个有效的替代方法是采用电化学还原。一个配备金属电极的流通池,仅需要施加适当电压于电极上,流通池中蛋白分子上的二硫键就可以被还原。目前,这种微型电化学反应池已实现商业化,可在线连接至质谱前端,蛋白样品经电化学还原,离子源活化,二级碎裂后可直接进行基于MS/MS谱图的序列匹配。尽管如此,电化学反应池在设计、电极材料组成、流通池的大小以及施加的电势等方面仍在不断的提高与创新。免疫球蛋白(抗体)包含有多个链间/链内二硫键。Simone Nicolardi等人曾在2014年将电化学反应器与FTICR质谱联用用于单克隆抗体的分析,从MS1谱图中可以明显地观察到单克隆抗体由于链间二硫键还原后生成的重链和轻链。然而,由于还原不完全,导致重链/轻链上的链内二硫键仅部分打开。类似的不完全还原在Kasper D. Rand组中电化学还原与氢氘交换质谱联用中也能观察到。这种不完全还原会影响蛋白中肽链的精准测量(一对二硫键引起2 Da的质量偏差),同时,关闭的二硫键也会干扰其跨度区域的二级碎裂,碎裂产物也较难通过计算软件进行预测或分析。本文介绍了一种改进的在线电化学还原方法可以实现单克隆抗体链间/链内的完全还原。装置如图1所示,蛋白样品注入系统后在1μL/min的流速下进行色谱分离,色谱柱后流出液与19 μL/min的补充液(1%甲酸,50%乙腈)在T型管中混合,随后以20 μL/min的流速经过电化学反应池(电化学反应池固有体积为19 μL),最终还原后的反应液进入质谱进行检测。值得注意的是,补充液中的50%乙腈有利于蛋白变性,而1%甲酸则为还原反应提供氢原子,促进还原反应的进行。图1. 在线电化学反应池耦联质谱装置示意图为了考察整个方法的可行性及普遍适用性,作者利用该装置对一系列的单克隆抗体进行了电化学还原和质谱检测。如图2A为贝伐珠单抗在800 mV还原电势下色谱分离的总离子流图(TIC),图2B为图2A中色谱峰所对应的一级质谱图(MS1)。从MS1可以看出有两组电荷态分布分别对应重链和轻链,说明在800 mV电势下,贝伐珠单抗链间二硫键发生了还原,由于还原发生在色谱分离之后,所以重链和轻链产生了共流出,仅在TIC图中观察到一个色谱峰。相比较柱前还原,这种色谱柱后二硫键还原会导致肽链的共流出,质荷比接近的肽链则会产生重叠的电荷分布进而干扰谱图的解析。但这种方法在分析复杂的蛋白样本具有明显有优势,可以将还原后生成的肽链与蛋白母体相关联,方便溯源。图2C则为贝伐珠单抗在不同电势下的还原情况,随着电势的逐渐增加,MS1去卷积谱图上逐渐观察到部分还原生成的重链、轻链或重轻链组合,当电势达到1000 mV时,几乎所有的链间二硫键都实现了还原。对于链内的二硫键,由于还原产生的质量改变较小(轻链包含两个二硫键,还原后质量增加4.032 Da),且存在未还原、部分还原以及完全还原肽链间的信号干扰,所以不太容易从MS1谱图确认链内二硫键的还原情况。但轻重链朝高电荷态偏移(图2D)间接说明链内二硫键在打开,肽链更加舒展,更容易质子化。图2. 在线还原系统分析贝伐珠单抗:A)贝伐珠单抗总离子流图;B)对应色谱峰的一级质谱图;C)在不同还原电势下的一级质谱图(去卷积);D)重链在不同还原电势下电荷态的偏移。为了更加准确地评估链内二硫键的还原情况,作者模拟了不同氧化还原态的贝伐珠单抗轻链19+电荷态的同位素分布情况。如图3A,从上到下分别是模拟的完全还原(4 x SH)、部分还原(SS + 2 x SH)以及未还原(2 x SS)同位素分布。将实验测得同位素分布与模拟的同位素分布进行比对,计算每种氧化还原形式对总信号的贡献占比(图3B)。经过比对发现在1000 mV的电化学还原下是可以实现链内二硫键的完全还原的。因此,最终电化学还原设置为1000 mV。链内二硫键的完全还原可以极大的提高肽链的碎裂效率,获得更加丰富的MS/MS数据用于序列匹配。如图4所示,贝伐珠单抗以及西妥昔单抗的轻链19+电荷态被分离并碎裂。可以看到当施加1000 mV还原电势在质谱分析的前端时,轻链的二级碎片明显增加,特别是横跨链内二硫键的区域(图4,黄色阴影)。此外,在质量匹配的过程中也可以观察到二硫键处于还原状态,考虑还原氢引起的质量增加可以实现更多二级碎片的匹配。图3. A)不同氧化还原态的贝伐珠单抗轻链19+电荷态的同位素分布模拟;B)不同实验条件下的二硫键还原情况图4. MS/MS数据评估链内二硫键的还原情况总之,本文开发了一种在线电化学还原方法能够实现免疫球蛋白链间/链内二硫键的完全还原。该方法能够简化蛋白样品的前处理过程,方便后续的质谱测定。与之前的电化学反应器相比,该系统能实现链内二硫键还原的主要原因可能有以下几点:1、电化学流通池所用的表面材料,之前是全钛的设计,现在是表面镀铂。2、之前是三电极配置(工作电极,参比电极,辅助电极),而现在的设计减少至两个电极,驱动还原的电势适用于这种调整后电极配置。3、补充液的条件(50%乙腈和1%甲酸)对还原有利。此外,该电化学系统仍有需要改进的地方,例如:电化学反应池的体积过大、还原电势过高会影响质谱检测的信噪比等。该方法具有广阔的应用前景,无论是在蛋白质组学还是在结构质谱分析中。撰稿:刘蕊洁编辑:李惠琳原文:Online Electrochemical Reduction of Both Inter- and Intramolecular Disulfide Bridges in Immunoglobulins参考文献1.Vanduijn MM, Brouwer HJ, Sanz de la Torre P, Chervet JP, Luider TM. Online Electrochemical Reduction of Both Inter- and Intramolecular Disulfide Bridges in Immunoglobulins. Anal Chem. 2022, 94(7): 3120-3125. 2.Nicolardi S, Deelder AM, Palmblad M, van der Burgt YE. Structural analysis of an intact monoclonal antibody by online electrochemical reduction of disulfide bonds and Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. Anal Chem. 2014, 86(11): 5376-5382.3.Trabjerg E, Jakobsen RU, Mysling S, Christensen S, Jørgensen TJ, Rand KD. Conformational analysis of large and highly disulfide-stabilized proteins by integrating online electrochemical reduction into an optimized H/D exchange mass spectrometry workflow. Anal Chem. 2015, 87(17): 8880-8888.
  • RephiLe纯水分配控制器全新上市
    近期,RephiLe最新研发的纯水分配控制器正式与广大用户见面,这款产品适合纯水仪的用户,可为使用者对纯水系统的使用管理及实验室安全维护带来便利。产品主要有以下优势: 1.该产品采用单独芯片控制,可独立于纯水系统工作,且互不影响,可以适用于不同品牌的纯水主机。 2.控制器功能高度集成,外观精致小巧,可以安装在任何易于操作的地方。 3.具有双分配泵控制功能,可以控制两个纯水分配泵的交替工作,避免单泵超负荷运作造成的安全隐患。 4.纯水分配控制器适配不同种类的分配泵,可进行控制泵运行时间、工作日、节假日及待机循环时间等参数的设置;也可以选择单泵或双泵的运行模式,包括泵的切换频率等。 5.全新纯水分配控制器采用中英文双语界面,操作简单,满足用户的不同语言习惯。 RephiLe全新纯水分配控制器,让用户享受到更方便、更安全,更可靠的用水体验! 关于 RephiLe: RephiLe 是一家提供水纯化和实验室分离纯化产品的专业制造商和供应商,在实验室纯水及过滤领域具有深厚的技术背景。 RephiLe 根据自己的研发成果,以创新为驱动,以服务为导向,逐步建立了自己的产品品牌,拥有自主知识产权并获得多项专利。国际化运作的管理理念,完善、可靠的质量监测和保障体系,使 RephiLe 的产品可靠,一进入市场就受到广大用户的认可和青睐,在国内同类产品中处于高端领先的技术和质量水平。 RephiLe 已与国内外多家技术领先的机构有多层次的合作,产品销往欧美 60 多个国家。 更多 RephiLe 产品信息,请登陆 :RephiLe 官网 官方微博:RephiLe 微博 官方博客:RephiLe 博客 RephiLe 企业微信名:纯水热线400 690 0090
  • 气相色谱仪-光催化及二氧化碳还原
    气相色谱仪-光催化及二氧化碳还原 随着人类社会的快速发展,由于工业迅猛发展,煤炭、石油、天然气等碳氢燃料燃烧产生的CO₂ 远远超过了过去的水平,使大气中CO₂ 含量逐年增加,引发了极端天气事件、冰川融化、海平面上升等一系列环境问题,成为全球气候变化的主要驱动因素之一。特性 在光催化还原二氧化碳的过程中,CO₂ 分子首先被吸附在催化剂表面,随后与电子发生还原反应进而驱动二氧化碳分子的还原反应,生成一氧化碳、甲烷、甲酸等有价值的碳氢化合物,这个过程不仅能够将二氧化碳转化为有价值的化学品或燃料,同时也有助于减少大气中的二氧化碳浓度,缓解全球变暖的压力。技术特点 宁波北角GC 9820A气相色谱仪搭载双FID和TCD检测器,双FID以其高灵敏度和对有机物的选择性,精准捕捉光催化反应中生成的甲烷(CH₄ )等有机产物,为科研人员提供了清晰、可靠的实验证据。而TCD则以其广泛的适用性,准确测量反应体系中CO₂ 、H₂ 、O₂ 、N₂ 等无机气体的含量变化,确保数据的全面性和准确性。这两种检测器的完美结合,使得GC 9820A在光催化及二氧化碳还原研究中能够游刃有余,为科研创新提供强有力的支撑。谱图展示 在谱图中,甲烷的峰值变化直观地反映了还原产物的生成情况;CO₂ 的减少则见证了二氧化碳向高附加值化学品的华丽转身;而H₂ 、O₂ 、N₂ 等气体的稳定存在,则为科研人员提供了反应体系稳定性的重要参考。正是这些看似简单的数据点,汇聚成了推动光催化二氧化碳还原技术不断前行的强大动力。甲烷(CH₄ )甲烷(CH₄ )、二氧化碳(CO₂ ),C2(乙烷乙烯乙炔),氢气(H₂ )、氧气(O₂ )、氮气(N₂ )、甲烷(CH₄ )总结 宁波北角GC 9820A气相色谱仪以其卓越的性能和广泛的应用前景,成为了高校科研实验室中的璀璨明珠。它不仅是科研人员探索未知世界的得力助手,更是推动科技创新、实现科研梦想的重要工具。在未来的日子里,我们相信GC 9820A将继续以其独特的魅力和无限的潜力,引领高校科研事业迈向更加辉煌的明天! 扫码关注我们 —宁波北角仪器科技集团有限公司—地址:镇海区骆驼街道福业街25号(中平大厦)2楼联系电话:400-7725-007
  • 新品上市|CA9300控制器
    新品上市|CA9300控制器哈希公司 饮用水、污水、过程控制pH/ORP、电导率CA9300是一款全新的经济型模拟单通道控制器。该产品主要包括pH/ORP和电导率两个型号,可连接多种哈希旗下模拟电极,且拥有更多新的特点。全中文彩色大屏,菜单人性化布局方便浏览、操作简便、结果可靠更加坚固的外观,配备铝制外壳,IP65防护等级,带来更好的适用性常规功能齐全,安装方式多样,配置灵活,应用场景广泛 电源: 100-240VAC 50/60 Hz ±10% 通信:两路模拟4-20mA输出;一路MODBUS RS485 安装方式:面板式/墙装/管道式 双继电器输出:配置灵活 应用场景:饮用水、污水、过程控制等多种场景END哈希——水质分析解决方案提供商,我们致力于为用户提供高精度的水质检测仪器和专家级的服务,以世界水质守护者作为使命,服务于全球各地用户。如您想要进一步了解产品或需要免费解决方案,请通过【阅读原文】与我们联系,通过哈希官微留下您的需求就有机会赢取小米电动牙刷哦!
  • 汽车电子应用不断拓展 智能控制器需求将大增
    第88届中国电子展暨新能源汽车电子展今天在上海新国际博览中心举行。本届展会产品将涵盖电机控制器、汽车整车控制器以及消费电子设备等领域,其中新能源汽车电子展区将展示汽车电子产业最新的技术产品和工艺理念,为我国电子产业自主创新提供了专业的学习交流平台,进一步推动我国电子智能控制器产业快速发展。  智能控制器是指设备装置和各种系统控制单元部件,一般以微控制器(MCU)芯片和数字信号处理器(DSP)为核心,通过外围的模拟和数字电路经过电子加工制造组装而成的电子器件,通过相应的软件程序,可作为核心控制器件内置于仪器设备中。随着电子信息技术的迅猛发展,各种消费电子设备向数字化、集成化、智能化方向发展,电子智能控制器应用领域将不断拓展,市场渗透率有望大幅提升。  数据显示,去年全球智能控制器市场规模达到13000亿美元左右,到2016年将突破14000亿美元。从全球智能控制器需求市场来看,生产制造基地正不断向亚洲市场转移。去年我国智能控制器行业市场规模超过1万亿元,预计到2020年市场规模将达到1.55万亿元左右,未来年复合增长率将达8%以上。  从产业链来看,智能控制器上游零部件包括芯片、传感器、无源器件、电路板 中游为智能控制器设计制造 下游智能终端产品包括汽车电子、家用电器及工业控制等领域。而上游的芯片直接反映了技术应用和产品性能,其中微控制单元(MCU)已经逐渐成为智能控制器的首选核心芯片。市场研究机构IC Insights预计,到2020年全球MCU市场规模将达到209亿美元。目前大部分汽车电子、汽车安全领域都会用到MCU控制器,汽车电子在纯电动汽车中的比重更是达到了65%。  汽车电子可分为动力控制系统、安全控制系统、通讯娱乐系统与车身电子系统等。随着纯电动汽车产销的快速增长以及汽车电子化趋势的进一步扩大,涉及动力控制和安全控制类的应用市场将迎来扩容机遇。数据显示,去年我国新能源汽车产量达9.98万辆。其中,纯电动乘用车生产2.57万辆,同比增长114%,纯电动商用车生产5.78万辆。今年1月至9月,我国新能源汽车产销分别达30.2万辆和28.9万辆,同比分别增长93%和100.6%。其中,纯电动汽车产销分别为22.9万辆和21.6万辆,同比分别增长118.1%和128.4%。  智能控制器作为汽车电子的重要组成部分,目前国内厂商纷纷布局电子智能控制器领域,一些厂商已经逐渐从汽车的动力管理控制、能量管理控制、故障诊断系统等智能控制器领域切入,并不断加强相关控制技术的研发。
  • 污染排放控制增氨氮和氮氧化物两项指标
    环保部污染物排放总量控制司司长赵华林表示,“十二五”期间,除了“十一五”期间已经实施的二氧化硫(SO2)和化学需氧量(COD)外,氨氮(NH3-N)和氮氧化物(NOX)也将纳入总量控制。   赵华林日前在“2010(第八届)城市水业战略论坛”上表示,“十二五”期间会对氨氮和氮氧化物进行总量控制,同时也会将重金属、可吸入物等减少污染的责任放在地方政府。   他说,现在空气中含有的氨氮已经超过了二氧化硫,成为空气中的主要污染物,“现在的酸雨已由硫酸型酸雨转向硝酸型酸雨,”而水中的氮氧化物也使得水体酸化和富营养化,出现了大量的蓝藻问题。   “最近重金属污染也出了很多事”,赵华林表示,会根据不同地区在重金属、磷等问题上要求地方政府有总量控制。   链接   氮氧化物   包括多种化合物,如一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮等。氮氧化物都具有不同程度的毒性,可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病。以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。   氨氮   是水体中的重要耗氧污染物,氨氮对自然环境和人体有很大的危害,如水源中氨氮浓度过高,将导致自来水中加氯量增加,从而使自来水中有机氯量随之相应增加,对人体健康产生不利影响。氨氮也可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害。
  • 电子束加热控制器研制
    成果名称电子束加热控制器单位名称中科院物理研究所联系人郇庆联系邮箱qhuan_uci@yahoo.com成果成熟度□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √ 可以量产合作方式√ 技术转让 √ 技术入股 □合作开发 √ 其他成果简介: 电子束加热是实验中经常用到的样品加热、蒸发和处理方式,加热中需要给灯丝提供电流、提供所需的高压电源甚至还需要束流检测和反馈控制。该电子束加热控制器集成了电子束加热所需的全部功能,可以在手动、恒压、恒发射电流、恒加热功率以及束流反馈等多种模式下工作。采用ARM为核心的主控系统和5.6寸触摸液晶屏,操作简便、界面友好。具备以太网口、USB口等多种数字接口,可实现数据存储输出、固件的远程更新和远程故障诊断。目前该设备已在国内外多家单位进行了尝试性推广,包括中科院物理所、清华大学、北京大学、复旦大学、中国科技大学、武汉物数所、美国伊利诺伊大学芝加哥分校等,反响很好。其主要技术指标为: 最大输出功率: 250W 输出电压范围: 0~2KV 输出电流范围: 0~125mA 灯丝电流: 0~3A 工作模式: 手动/自动(恒压、恒发射电流、恒加热功率、恒束流) 束流检测范围: 100pA~1mA 最小分辨率为1pA 应用前景: 主要用于电子束加热样品台、电子束加热蒸发源等装置,也可单独作为手动高压电源使用。应用范围广,估计每年国内市场需求在百套以上。知识产权及项目获奖情况: 发明专利:201410527768.4 201510220859.8
  • 大连化物所揭示单原子铁位点和铈-氧空位在CO还原NO反应中的协同作用
    近日,大连化物所节能与环境研究部能源环境工程研究中心(DNL0901)王树东研究员、王胜研究员、宗绪鹏助理研究员等在NO、CO协同催化净化研究中取得新进展。研究团队通过常规共沉淀法,构建了具有铁单原子和铈-氧空位的铁-铈-铝混合氧化物催化剂用于CO选择性还原NO反应,并揭示了铁单原子位点与铈-氧空位的协同机制。NO、CO是两种典型的大气污染物,普遍存在于燃煤烟气和移动源尾气中。多污染物协同催化控制技术的开发是实现大气污染物高效净化的关键,对于提升环境质量、保护人民身体健康具有重要意义。研究团队长期致力于大气污染物催化净化技术的应用基础研究、过程开发及系统集成,开发的单一污染物(VOCs、NOx等)催化净化技术已实现了大规模工业化应用。本工作中,研究团队基于NO、CO净化过程相近的温度区间、相似的氧化还原反应机理,进行CO选择性还原NO催化反应过程研究,揭示出催化剂中高价态铁单原子是反应的活性位点,而非铁氧化物位点。该铁单原子位点具有优异的CO选择性还原NO活性、N2选择性和稳定性,主要原因在于催化剂表面丰富的铈-氧空位与单原子铁位点的协同作用,强化了反应物NO分子和关键中间产物N2O的吸附,从而促进了催化剂表面吸附的N2O的继续还原生成N2。此外,该催化剂还表现出高的耐水(7% H2O)、耐硫(20pmm SO2),低浓度氧气(0.7% O2)耐受能力。相关成果以“Synergy of Single-Atom Fe1 and Ce-Ov Sites on Mesoporous CeO2-Al2O3 for Efficient Selective Catalytic Reduction of NO with CO”为题,于近日发表在ACS Catalysis上。该工作的第一作者是大连化物所DNL0901组博士后百玉婷。上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
  • 哈希发布Polymetron 9500控制器及9500家族系列产品
    应用于电力行业的Polymetron 9500控制器于即日起正式发布。 Polymetron 9500 将取代现有的9120,9125,9135控制器,上述3款控制器分别应用于电导率,pH/ORP 传感器的搭配(如:8362pH, 8315电导率)。除此之外,9500也将取代9100控制器应用于系统集成式面板安装等相关产品(如:9182,9186,9123 etc) Polymetron 9500搭配特定的传感器组成专用于电力行业的完整水分析系统。哈希公司可提供多样化的传感器供用户弹性选择,这些传感器和控制器灵活组合成不同的解决方案,满足用户独特需求。Polymetron 9500控制器可搭配单参数或多参数,例如:可单接如pH或电导率探头,也可将两种探头同时混合搭配。当使用Polymetron 9582 溶氧分析仪或Polymetron9586 联氨分析仪时,也可额外再搭配pH或是电导模块。多种通讯模块如Modbus,ProfitbusDP 及Hart通讯模块,可根据需求自由搭配。模拟输出模块也可再扩增从2路到5路输出。 哈希公司所采用的综合方案,能在设计、安装、培训、维护和操作等各环节中全面节省您的时间。 更多参数及性能信息,敬请参考哈希官方网站:www.hach.com.cn
  • 科学家绘制出电解池中二氧化碳电还原的热力学反应相图
    近日,我所无机膜与催化新材料研究组(504组)杨维慎研究员、朱雪峰研究员团队与科罗拉多矿业学院RP O’Harye教授合作,从热力学角度出发,分析并绘制了固体氧化物电解池(SOECs)中二氧化碳电还原的热力学反应相图,揭示了操作过程中的能斯特电位(EN)是控制该体系中各种反应(CO2电还原、积碳反应和金属Ni氧化)的决定性因素。相关研究结果可为SOECs的结构设计、操作条件优化等提供指导。SOECs是一种高效的能源转换器件,可将可再生电能转化为化学能进行储存。在该体系中,CO2电还原生成CO和O2,CO可作为燃料通过逆反应模式进行发电,或作为化工反应的原料。因此,SOECs被认为是一种有潜力的CO2减排技术。同时,作为一种全固态器件,SOECs可实现产物的原位分离,也被认为是一种在特殊场景中的高效制氧技术,氧气纯度理论可达100%。然而,在CO2电还原过程中,阴极催化剂Ni氧化和碳沉积被认为是限制SOECs技术发展的两大难题,对器件的稳定运行造成威胁。本工作中,为探究SOECs中不利反应的起源,研究团队首先分析了该体系中各种电压损失的纵向分布,建立了一维电化学反应理论模型,发现反应过程中形成的EN是控制Ni氧化和碳沉积的决定性因素。同时,研究团队从控制化学反应的源头出发,计算出不同反应条件(温度、阳极氧分压、阴极水分压和阴极总气体压力等)下的SOECs稳定运行的EN操作窗口,并绘制了相关热力学化学反应相图。最后,研究团队从实验上验证了上述理论分析结果。本工作揭示的Ni氧化和碳沉积的起源可以扩展到多相催化的其他领域,有利于反应条件优化,例如,选择合理的操作温度窗口、压力、原料气组成等。此外,本工作也有利于催化剂微结构设计,可通过改变催化剂表面以抑制有害的反应动力学或调节催化剂表面附近的局部气氛。相关研究成果以“Mapping a thermodynamic stability window to prevent detrimental reactions during CO2 electrolysis in solid oxide electrolysis cells”为题,于近日发表在Applied Catalysis B: Environmental上。该工作第一作者是我所博士后胡世庆。上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、我所创新基金等项目的资助。
  • 水活度应用于食品安全过程控制
    长期以来,人们了解到食品的腐败变质与食品中水分含量具有一定的关系。但是,在考量食品质量安全的时候,食品中的水分含量并不是一个可靠的标准。相对于食品中水分含量来说,水分活度(AW)已经被认为更加重要,它和食品及其原料的化学、物理、生物学特性都紧密联系的科学指标。 首先、水活度会影响食品中化学反应的速率以及酶的活性,防止食品自身由于氧化还原反应以及褐变带来的品质变化,较低水活度水平可以抑制这些反应的发生。 其次、水活度会影响食品中微生物的活性,不同微生物有着其生长繁殖的最低水活度要求。通过控制较低的水活度水平,可以降低微生物的生长、繁殖和代谢趋势,从而控制微生物活性、减少其有毒产物的产生。 最后、根据栅栏因子理论,可以通过控制水活度,降低防腐剂、酸度调节剂等食品添加剂的加入,从而降低企业成本、同时防止由于添加剂过量导致的食品安全问题。 因此、通过对食品水活度的监控,可以保证食品在特定条件下(生产,储藏,流通)的卫生安全,当有准确可靠的数据证明该食品的水分活度低于既定的水分活度时,我们可以认为该食品中的自由水是不足以支持不良化学反应的发生以及有害微生物生长,食品是安全的。因此,从主动预防的角度来看,在食品生产,储藏,和市场监管的各项措施中应该把水分活度的监控当成重中之重。 培安公司为您提供全方位的Decagon水活度测试解决方案,具有温控式(Aqualab series4)、Lite (台式)、Pawkit (便携式)、在线型(Safestorage)和等温吸湿线绘制仪(Aquasorp)等系列产品可以满足您不同应用需求。 Decagon水活度系列产品主要特点: 1、采用独特的动态露点法,测试速度快,五分钟内读数。 2、测试精度高,Aqualab series4系列可达0.003Aw。 3、唯一无需日常校准的水活度测定仪。 4、可实现温度控制,测试结果梗具可比性。 Decagon Aqualab Series 4水活度仪/水分活度仪 更多详情,请联系培安公司: 电话:北京:010-65528800 上海:021-51086600 成都:028-85127107 广州:020-89609288 Email: sales@pynnco.com 网站:www.pynnco.com
  • 二氧化碳还原领域取得新突破
    内蒙古大学科研团队经过不懈努力,在探索新型电催化二氧化碳还原材料领域取得重要突破。相关成果近日在线发表于国际能源类期刊《先进能源材料》。在“碳中和”的国际大背景下,设计具有高活性和选择性的二氧化碳电还原催化剂具有重要的现实意义和应用前景。当前,金、银、铜、铂等贵金属及其相关材料仍然是人们探索二氧化碳还原电催化剂的热点。然而,贵金属催化剂具有催化活性低、产物选择性差以及析氢效率高等问题。内蒙古大学物理科学与技术学院赵忠龙副教授带领团队,利用第一性原理计算模拟,首次提出了双金属单层电催化剂表面的“双位泛函”机制。该机制能够有效地抑制析氢副反应,并提升将二氧化碳电还原为甲酸产物的活性和选择性。然而,通过实验合成具有超薄壳层的双金属电极,仍然是一个挑战。鉴于此,此次研究利用第一性原理计算模拟方法,首次提出过渡金属碳化物和氮化物可以作为贵金属单层的衬底。在保留“双位泛函”的基础上,这种衬底能够显著提升催化剂的电化学稳定性。实验表明,碳化物和氮化物支撑贵金属单层以及单层团簇催化剂中存在氢—衬底反键相互作用。这种相互作用能够打破吸附氢与二氧化碳还原中间物之间的能量线性关系。此外,研究团队还通过理论模拟预测了一系列具有较高甲酸、甲醇和乙烯等碳氢化合物产物选择性的新型电催化剂,为提升电化学二氧化碳还原性能提供了新思路。
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