当前位置: 仪器信息网 > 行业主题 > >

掺杂铜和氯的硫化锌镉

仪器信息网掺杂铜和氯的硫化锌镉专题为您提供2024年最新掺杂铜和氯的硫化锌镉价格报价、厂家品牌的相关信息, 包括掺杂铜和氯的硫化锌镉参数、型号等,不管是国产,还是进口品牌的掺杂铜和氯的硫化锌镉您都可以在这里找到。 除此之外,仪器信息网还免费为您整合掺杂铜和氯的硫化锌镉相关的耗材配件、试剂标物,还有掺杂铜和氯的硫化锌镉相关的最新资讯、资料,以及掺杂铜和氯的硫化锌镉相关的解决方案。

掺杂铜和氯的硫化锌镉相关的资讯

  • 宁波材料所在二硫化钼电化学行为研究方面取得新进展
    二硫化钼(MoS2)在固体润滑、光电子器件、电化学催化等领域具有广泛的应用,而镧系元素(Ln)掺杂可以对其各类物理化学性质起到不同的调控作用。Ln-MoS2基功能材料、涂层和器件在实际使役环境中的性能和寿命在很多时候与其表面的氧还原反应(ORR)密切相关。比如,表面ORR会增加Ln-MoS2基纳米器件和涂层周围金属部件的电偶腐蚀风险,而与此同时,Ln-MoS2基催化剂在燃料电池领域的应用潜力极大依赖于其阴极反应(即ORR)的活性。系统预测Ln-MoS2表面ORR活性规律并清晰揭示其背后的微观量子化学机理,可以给各类Ln-MoS2体系的实际应用设计、精准性能调控和有效防护提供重要指导。   近期,中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室和中国科学院宁波材料技术与工程研究所前沿交叉科学研究中心的研究人员利用第一性原理计算方法,探索了所有15种Ln-MoS2(Ln = La~Lu)体系的ORR活性,不仅发现了Ln杂质对MoS2表面ORR活性的极大促进作用,还观察到ORR活性与Ln杂质原子序数存在一种双周期的依赖关系。本研究工作中,研究人员也通过热力学统计的方法精确模拟了疏松固/液界面上的水环境效应,然后通过构建动力学反应方程组,成功发展了一种电流-电势极化曲线的模拟方法,所得到的极化电流曲线不仅可定量揭示ORR活性,也可以直接对比/指导实验测量。深入的机理分析表明,Ln-MoS2表面ORR活性的增强来源于一种特殊的缺陷电子态配对机制,它会选择性地增强两种ORR中间产物吸附(OH和OOH吸附基团),从而显著减小ORR能垒;而双周期规律则来源于Ln元素中4f-5d6s轨道杂化程度和Ln—S原子成键能力上类似的双周期规律。在此分析基础上,研究人员也为Ln-MoS2体系提出了一种普适的轨道化学机理,对各类电子结构、杂质稳定性、吸附物稳定性和电化学活性中同时出现的双周期规律进行了统一阐述。   相关成果发表于《自然—通讯》(Nat. Commun. 2023, 14, 3256)。该研究得到国家自然科学基金、中国工程物理研究院表面物理与化学重点实验室学科发展基金和国家重点研发项目的资助。镧系元素掺杂二硫化钼对氧还原反应的增强效应(图中显示了模拟所得的电流电势极化曲线以及半波电势所表现出的双周期趋势)
  • 【创新方案】氢燃料电池用氢中痕量硫化物杂质分析
    加拿大ASD公司推出的痕量硫化物应用方案得到了强烈的市场反响。近期,我们升级了痕量硫化物专用气相色谱分析系统KA8000plus-S,该系统重点用于超痕量水平检测氢燃料电池用氢中的所有硫基化合物,具有无需预浓缩,直接探峰1~5ppb,检测限小于0.5ppb(以重复性计),高稳定性、高灵敏度等优势,为痕量硫化物分析带来全新的解决方案。硫化物专用气相色谱KA8000plus-S该系统采用100%ASD自主技术及相关设备,其中增强型等离子体放电检测器Epd,可用于所有检测,包括已知难以分析的硫化合物和甲醛。与传统的SCD和FPD/PFPD相比,Epd技术是固态的,仅需要惰性的载气即可运行。对于包括H2S在内的硫成分,它也不需要预浓缩,直接测量样品浓度1~5ppb, 检测限案例:西南化工研究院实验室KA8000plus-S系统---氢燃料电池用氢质量分析方案特点 直接探峰1~5ppb,检测限 无需样品预浓缩 操作仪器不需要燃料气,只需氦气即可 高稳定性、高灵敏度方案基本配置◆ KA8000plus-S硫化物专用气相色谱仪 包括:SePdd 增强型等离子体放电检测器 PLSV 惰性6通阀+2ml惰性定量环◆ ASDPure载气体纯化器(出口杂质方案应用详情请联系:fzhu@asdevices.cn
  • 山东大学冯金奎教授AEM:一锅法蚀刻策略制备具有可调配位化学的分级多孔N掺杂碳包覆无氟MXene
    二维过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)在层间距扩展、表面终止改性和成分结构构建方面的持续和大量探索引起了储能领域的极大兴趣。然而,由于对MXenes的配位化学缺乏基本的理解,它们的使用仍然受到严重阻碍。近日,山东大学冯金奎教授通过一种新的单点蚀刻策略,制备了具有可调控配位化学的分级多孔N-掺杂碳包覆的无氟Ti3C2Tx。通过高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和X射线光电子能谱,作者确定了通过相位重建操纵的与N配位的Ti。此外,此外,明显观察到分级多孔氮掺杂碳(HPNC),其导致材料表面积的成倍增加,这源于微孔和中孔的显著增加。结果,Ti与N配合的结构协同效应和HPNC提高了结合能,减少了加速氧化还原动力学的能量障碍,并促进了多硫化锂的物理固定化。上述MXenes改性的隔膜赋予锂硫电池0.5 A g-1下889.5 mA h g-1的可逆容量,循环100次后容量保持率为79.5%。总的来说,这项工作提供了一种新的和通用的蚀刻策略,即直接合成具有可调谐配位化学的无氟MXene,以探索结构和电化学特性之间的相关性。文章要点:1. 这项工作通过基于新型室温熔融盐(1-Butyl-3-methyl-1H-imidazol-3-ium tetrachloroferrate (III), RTMS)的一锅蚀刻策略,操纵了具有可调谐配位化学的分级多孔N型碳包覆的Ti3C2TxMXene(Ti-N-Ti3C2Cl-C)。2. 通过粉末X射线衍射(PXRD)、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)和X射线光电子能谱(XPS)鉴定了这种通过相位重构实现的Ti和N之间的独特协调结构。同时,在其表面明显观察到层次分明的多孔氮掺杂碳(HPNC),由于微孔和中孔的大量增加,使材料表面积增加了数倍。3. 通过实验和密度泛函理论(DFT)验证,Ti与N的配位结构提高了结合能并降低了能垒,加速了多硫化锂(LiPSs)的氧化还原动力学,而HPNC以及柔性屏蔽不仅缓解了Ti3C2TxMXene层的重新堆积,还提高了LiPSs的物理固定性。4. 此外,Ti-N-Ti3C2Cl-C修饰的隔膜使锂硫电池(LSBs)实现了优异的电化学性能,这确保了这种有前景的材料在能源转换和存储领域的应用。图1 材料制备示意图2 材料表征图3 对多硫化物的吸附与催化图4 锂硫电池性能
  • 硫化锂电池原位电镜表征与循环稳定性调控研究获进展
    p   随着社会和科技的发展,人类对电化学储能技术的需求日益增加,新兴储能系统——锂硫电池具有理论容量高、成本低、环境友好等优点,备受国内外研究者的关注。而研发高容量锂硫电池正极材料,对推动新能源动力汽车、便携式电子设备等领域的发展至关重要。 /p p   硫化锂(Li sub 2 /sub S)材料理论容量高达1166 mA h g sup -1 /sup ,是其它过渡金属氧化物和磷酸盐的数倍 其首次脱锂充电过程中所发生的体积收缩能给后续的嵌锂放电反应提供空间,保护了电极结构不受破坏 其可与非锂金属负极材料(诸如硅、锡等)组装电池,有效避免锂枝晶形成等问题所带来的安全隐患,是极具发展潜力的锂硫电池正极材料。然而,该材料电子/离子导电率低,反应中间产物多硫化物在电解液中的溶解引发穿梭效应等问题,限制了其在锂硫电池中的实际应用。 /p p   近日,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张跃钢课题组自主研发设计了原位扫描/透射电镜电化学芯片,实现了其对硫化锂电极充电过程的实时观测 在充分理解Li sub 2 /sub S充放电机理的基础上设计了高氮掺杂石墨烯负载硫化锂材料作为电池正极,并通过控制充电容量和电压,显著提升了Li sub 2 /sub S的容量利用率及循环寿命,相关成果发表在Advanced Energy Materials 杂志上。 /p p   研究人员为提高锂硫电池的容量利用率和循环寿命,通常会将硫填充至具有高比表面积和高导电性的多孔材料中(如:碳纳米管,多孔碳,石墨烯和碳纤维等)。张跃钢课题组在前期研究工作中发现氧化石墨烯上引入氮掺杂官能团,不仅可以有效减少多硫化物在电解液中的溶解,而且可优化多硫化物在沉积过程中的分布(Nano Letters,2014, 14, 4821-4827)。为了更好地改善Li sub 2 /sub S的容量利用率以及循环寿命,该团队利用原位表征技术研究了Li sub 2 /sub S溶解和再沉积机理,进而提出将最初活化电池电压调控到3.8 V,然后通过控制电压(1.7~2.4 V)和充电容量可有效阻止长链可溶性多硫化物的形成,该充放电调控方法让电极在充电过程中保留了一部分不可溶的Li sub 2 /sub S作为种子,使得Li sub 2 /sub S材料能够有效地活化和均匀地再沉积。此外,该研究通过在氮化处理前的氧化石墨烯表面包覆葡萄糖,有效增加了石墨烯的折皱率和弯曲率,进而为多硫化物提供了更多的负载位点 反应过程中利用氨水和高温氨气热处理的方法使得氮掺杂量提高至12.2% 该高氮掺杂石墨烯材料不仅具有高导电性,其表面氮官能团更能有效减少多硫化物的溶解,优化Li2S的均匀分布。利用该高氮掺杂石墨烯-Li2S复合正极材料所制备的锂硫电池在2000圈(1C)循环后其容量仍能保持318 mA h g sup -1 /sup (按硫元素重量折算为457 mA h g sup -1 /sup ),3000圈(2C)循环后仍能保持256 mA h g sup -1 /sup (按硫元素重量折算为368 mA h g sup -1 /sup ),是迄今为止所报道的最长循环寿命。 /p p   该研究工作首次利用了新开发的原位扫描电镜和原位透射电镜芯片技术实现了对硫化锂电极充电过程的实时观测,并在研究 /p p   Li sub 2 /sub S充放电机理的基础上,开发新的电压-容量调控机制,设计了一种新型的高氮掺杂负载硫化锂的电极材料,为高能量的Li sub 2 /sub S-C /Li 电池的应用打开了广阔的应用前景。 /p p   该项研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、中国科学院千人计划人才专项的大力支持。 /p p    a href=" http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201501369/epdf" target=" _self" title=" " 原文链接 /a /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/noimg/3d4cdfa8-d284-4598-81b3-9799a4671568.jpg" title=" 00000.jpg" / /p p   负载于单层石墨烯电极表面的Li sub 2 /sub S材料在LiTFSI-DOL/DME电解液中活化过程的原位观测SEM图 /p
  • 【格哈特应用方案】赛默得通氮蒸馏仪—聚焦中草药二氧化硫/粮食磷化物/土壤硫化物等检测,为您提供通氮蒸馏应用方案!
    一、仪器简介基于享誉全球的TURBOTHERM 特博森红外快速加热系统,德国格哈特专门开发了先进的通氮快速蒸馏系统,专业用于样品中二氧化硫、硫化物、氰化物、高氯废水COD、氟化物、磷化物、甲醛、挥发酚、挥发性脂肪酸、二硫代氨基甲酸酯等的检测分析。先进红外加热技术,加热和冷却时间短,蒸馏效率明显提高。整体化设计,结构紧凑,带专业滴漏盘的专用支架放置冷凝管和高效吸收冷阱,操作安全便利,节省空间。独立冷凝系统,确保冷凝效果。可调气体流量计,4个蒸馏管流量可独立精准控制。二、特点1.自动程序控制①自动控制蒸馏时间和加热功率;②先进的程序控温,确保温度稳定,高重现性;③可设定和储存9个程序,每个程序可设定多达9步的加热条件/时间。工作过程可随时手动调整,应用灵活方便;④工作状态液晶清晰显示,随时提示程序步骤。2.仪器组成由红外快速加热系统基本单元、玻璃冷凝管、高效吸收阱、玻璃滴液漏斗、蒸馏管、气体流量计、带滴漏盘的专业支架,磁力搅拌器(可选)等。3.多功能性①批处理4个样品,蒸馏条件一致,稳定可靠;②两种蒸馏管和吸收冷阱可选,满足不同样品不同应用的需求;③磁力搅拌功能可选,提供更灵活应用;④可拓展为凯氏消化系统,可配套各种规格试管。⑤也可扩展作为流动注射的消化系统或湿灰化系统。4.高效吸收冷肼专业设计,无损收集蒸馏产物,极高的回收率,安全环保。三、应用资料基于Gerhardt一百多年专业知识的应用数据库,结合国内相关标准,我们可提供药典中二氧化硫残留量的测定、土壤和沉积物硫化物的测定、粮食磷化物残留量测定等通氮蒸馏应用方案。德国Gerhardt为实验室用户提供最全面的蒸馏解决方案,特点鲜明的“蒸馏家族成员”VAPODEST(维普得)水蒸汽蒸馏仪、THERMODEST(赛默得)通氮蒸馏仪、KJELDEST(凯尔得)直接蒸馏仪,总能满足您各种蒸馏应用需求。更多蒸馏应用方案,欢迎您致电咨询了解!
  • 橡胶硫化特性的测试 (包括门尼焦烧和硫化曲线)
    硫化是橡胶制品制造工艺中最重要的工艺过程之一。 就是使橡胶大分子链由线性变为网状的交联过程,从而获得良好物理机械性能和化学性能。 橡胶的硫化性能是反映橡胶在硫化过程中各种表现或者现象的指标,对进行科研、指导生产具有很大的实用价值,硫化性能主要包括焦烧性能、正硫化时间、硫化历程等,测定橡胶的硫化性能方法很多。其中以硫化仪和气泡点分析仪最佳。 ⑴ 门尼粘度计法 门尼粘度计法不但能测定生胶门尼粘度或混炼胶门尼粘度,表征胶料流变特性,而且能测定胶料的触变效应,弹性恢复、焦烧特性及硫化指数等性能,因此它是最早用于测定胶料硫化曲线的工具。虽然门尼粘度计不能直接读出正硫化时间,但可以用它来推算出硫化时间。 ⑵ 硫化仪法 硫化仪是近年出现的专用于测试橡胶硫化特性的试验仪器, 类型有多种。按作用原理有二大类。第一类在胶料硫化中施加一定振幅的力,测定相应变形量如流变仪;第二类是目前通用的一类。这一类流变仪在胶料硫化中施加一定振幅变形,测定相应剪切应力,如振动圆盘式流变仪。 3.1 橡胶门尼焦烧试验 胶料的焦烧是胶料在加工过程中出现的早期硫化现象,每个胶料配方都有它的焦烧时间(包括操作焦烧时间和剩余焦烧时间)。在生产中应控制此段时间的长短。如果太短,则在操作过程中易发生焦烧现象或者硫化时胶料不能充分流动,而使花纹不清而影响制品质量甚至出现废品,如果焦烧时间太长,导致硫化周期增长,从而降低生产效率。当前测定焦烧时间广泛使用的方法是门尼焦烧粘度计(测定的焦烧时间称为门尼焦烧时间),此外也可以用硫化仪测其胶料初期时间(t10)。 3.1.1 门尼焦烧的试验原理 用门尼粘度计测定胶料焦烧是在特定的条件下, 根据未硫化胶料门尼粘度的变化,测定橡胶开始出现硫化现象的时间。 3.2 橡胶硫化特性测定 为了测定橡胶硫化程度及橡胶硫化过程过去采用方法有化学法(结合硫法、溶胀法),物理机械性能法(定伸应力法、拉伸强度法、永久变形法等),这些方法存在的主要缺点是不能连续测定硫化过程的全貌。硫化仪的出现解决了这个问题,并把测定硫化程度的方法向前推进了一步。 硫化仪是上世纪六十年代发展起来的一种较好的橡胶测试仪器。广泛的应用于测定胶料的硫化特性。硫化仪能连续、直观地描绘出整个硫化过程的曲线,从而获得胶料硫化过程中的某些主要参数。 上岛 硫化试验仪(无转子) 型号:VR-3110 在规定的温度下,混合橡胶放在上下平板膜腔之间并施以正弦波扭矩振动时,随着橡胶的硫化测定其扭矩的变化。可根据最大扭矩、最小扭矩、焦烧时间、硫化时间、粘弹性等其它因素的变化求出硫化特性的试验机。 上岛 气泡点分析仪型号:VR-9110 气泡点分析仪是能在需要的最小限度抑制橡胶的硫化时间的测试机,而对车胎、皮带、防振橡胶等产品的硫化工程控制有效。对生产性提高、能源消减、摩耗特性或者耐久性等产品特性的提高有益。 橡胶硫化不够时看到的内部气泡在硫化工程中控制 ,知道每种材料的最佳硫化时间。
  • 阿胶被曝原料掺杂 检测仪器需创新
    寒意猛烈,也正是冬令进补的时节。阿胶是由驴的皮,经煎煮、浓缩制成的固体胶,原产自山东省东阿县,至今已有近三千年历史。阿胶是传统的滋补上品、补血圣药,因此,虽然“名贵”,却深受欢迎。可是,近日阿胶原料被爆混入骡皮马皮。    新闻报道称,这是一组耐人寻味却不耐推敲的数字:山东阿胶行业协会根据100多家阿胶生产企业的年生产量报表推算,阿胶年总产量至少在5000吨以上。来自阿胶行业龙头企业东阿阿胶股份有限公司的市场监测数据显示,目前按中国市场阿胶销售量估算,需要驴皮400万张左右,而国内供应总量不足180万张。据国家畜牧统计年鉴显示,我国驴存栏量已由上世纪90年代的1100万头,下滑到目前600万头,并且还在以每年约30万头的数量下降。阿胶行业专业人士董书光介绍,按照每年正常出栏120万头计算,再加上驴皮进口因素,全年可生产的阿胶总数量也就在3000多吨。全年可供制胶的驴皮,只够实现当前产量的六成左右。  这些数据意味着,可能有近四成假冒原料混入了生产环节,化身为形形色色的“阿胶”产品,堂而皇之地在市场售卖。  有人会说,食品检验检疫部门应该积极地选用相关检测仪器,对每一批上市阿胶进行抽检。  但是,业内人士指出,当前阿胶行业面临两个“鉴定难”,一是原料鉴定难,皮张混入骡子、马、牛、工业皮、屠宰场的下脚料皮等,传统鉴定方法受到挑战;二是产品鉴定难,掺假阿胶产品繁多,药典方法滞后,跟不上造假技术。  对此,也就要求强化食品检测仪器的研发创新能力,摆脱传统鉴定方法的束缚,争取可以更加详细具体地分辨食品的真伪。  技术创新一直是产业进步的核心。食品安全的重要性不断提高,满足社会要求,对于食品安全的检测仪器也在更新换代。不同食品、不同要求,都会有不同的分析仪。现在针对阿胶掺杂问题,希望可以尽快研发出对于检测仪器。
  • Hf 掺杂BiSbTe3 结构与热电性能研究
    Rietveld 分析的可靠性因子Rwp 在3% -5% 之间, 而且GOF 因子也在2 左右,这说明Rietveld 精修的 结果是可靠的.Rietveld 分析的可靠性因子Rwp 在3% -5% 之间, 而且GOF 因子也在2 左右,这说明Rietveld 精修的 结果是可靠的.2.2 电学性能 样品的Seebeck 系数(&alpha ) 测量结果如图2 ,从 图中可以看出,所有样品的Seebeck 系数均为负值, 具有电子导电的特征,这说明样品为n 型半导体. Hf 掺杂后,其绝对值有明显增加,特别是在300 -Hf 掺杂BiSbTe3 结构与热电性能研究 刘福生,敖伟琴,罗锐敏,冯学文,张文华,李均钦 (深圳大学材料学院,深圳市特种功能材料重点实验室,深圳518060) 摘要:以高纯町、Bi 、Sb 和Te 为原料,在1000ce 下,经10 h 氧气保护熔融状态下反应,冷却球磨 制粉,再在氮气保护下进行热压(450ce , 20 MPa) ,成功制备出一系列不同Hf 掺杂量的Hf2x ( Bi ,Sb) 2 -2xTe3 化合物.X 射线粉末衍射Rietveld 分析说明, Hf 在结构中占据6c 品位,以替代(Bi , Sb) 的形式进入品格. Hf 掺杂引起BiSbTe3 的Seebeck 系数增大,电导率降低.功率因子在375 K 时达最大值526&mu W/mK2 &bull 关键词:热电性能 给 Bi2Te3 Seebeck 系数 功率因子 中图分类号: TB 39 文献标识码:A Bi2Te 3 及其固溶体合金是研究最早,也是目前发展最为成熟的热电材料之一. 目前使用的大多数热电制冷元件均采用这类材料.研究表明Bi 2 Te 3 能分别与Bi2 Se 3 和Sb2 Te3 在整个组分范围内形成连 续固溶体,通过这种方式能使材料的热电优值得到明显提高[1J 另一种提高Bi2 Te 3 基热电性能的方式是对Bi 位原子进行掺杂,以提高声子散射,降低热导率.已有学者分别对Sn[2 J 、Pb[3 J 、Ga[4 J 和CU[5 J 等掺杂的Bi2 Te3 基化合物的性能与微结构进行研究,其热电性能有不同程度的提高. Hf 是稀土元素后的第一个元素,也是一种非常重要的热电元素,其原子量大,且其原子、离子及共价半径比稀土元素小,有利于掺杂提高声子散射,对Hf 掺杂 的Bil凶b3 结构与性能进行研究有重要意义. 1 实验方法 采用纯度为99.99 £ 3毛给( Hf) 、锦(Sb) 、铭( Bi) 及纯度为99.999 £ 3毛的暗(Te) 为原料,按Hi&mu Bi ,Sb ) 2 -2xTe3 (x =0 -- o. 05 )化学计算比进行称量,每个试样重6 g. 将配备好的试样装入石英 管并抽真空(真空度低于6 X 10 -3 Pa) 后,充入高纯氧气(约0.2 MPa) 封管,然后置入装有Si02 粉末的增塌中,得石英管竖立,置于箱式高温炉中,在1000ce下,经10 h 氧气保护熔融状态下反应,再经96 h 缓慢冷却至室温.理后的样品再经过球磨,热压烧结(450ce , 20 MPa). 样品结构分析采用Br此er - Axs D8 Advance 18kW 转靶X 线粉末衍射仪(CuK&alpha ) 进行.样品的Seebeck 系数与电导率的测量在ZEM -2 型热电性能测试仪上进行. 2 结果与讨论 2.1 X 射线粉未衍射分析 热压后样品的X 射线粉末衍射(XRD) 图谱 如图1 所示.从图中可以看出,不同掺杂量的样品 具有相同的衍射峰分布,为Bi2 Te3 型(空间群:R-3m) 结构的单相样品,未发现与Hf 有关的杂相 衍射峰,说明Hf 成功地掺入了BiSbTe 3 的结构中. 对样品的衍射图谱Rietveld 精修结果如表1 所示. Bi2 Te 3 基化合物晶体结构沿C 轴方向看,可视 为六方层状结构,同一层上具有相同的原子,按六方排列,各层按:&hellip Tel - Bi - Te2 - Bi - Tel · · · Tel - Bi - Te2 - Bi - Tel ...顺序排列,二个邻近的Tel原子层间以范德华力结合,层间距约为0.25 nm ,上下二层各3 个Tel 原子形成空的八面体空隙,可 为填充掺杂提供条件.其他层之间以共价键结合[6 J &bull Bi原子填充在由Tel 和Te2 二层原子组成的 八面体空隙中.根据该结构特征,掺杂原子在结构中的占位有两种方式:一是占据Tel 原子组成的八 面体空隙(3b 晶位) ,二是替代Bi 原子的位置(6c 晶位) .一般倾向于认为两种位置均可占有. 根据精修的晶体结构结果,若Hf 填充在3b 晶位,其与Tel 原子的间距约为0.284 nm , Hf 与Te 的原 子半径分别为0.216 nm 与0.146 nm ,且该位置的结合力为范德华力, Hf 在该位置的填充必将使晶体 结构发生明显畸变,随着Hf 掺杂量的增加, Hf2x( Bi ,Sb) 2 -2x Te3 的晶胞参数将会产生明显且急剧的 增加.但Rietveld 精修结果表明,晶胞参数随Hf 掺杂量的增加仅产生微小变化.由于Hf 与Bi、饨的 共价半径差别较小,本文认为Hf 在结构中主要替代(Bi , Sb) ,对晶胞参数的影响较小. 2.2 电学性能 样品的Seebeck 系数(&alpha ) 测量结果如图2 ,从图中可以看出,所有样品的Seebeck 系数均为负值, 具有电子导电的特征,这说明样品为n 型半导体.Hf 掺杂后,其绝对值有明显增加,特别是在300 -Rietveld 分析的可靠性因子Rwp 在3% -5% 之间,而且GOF 因子也在2 左右,这说明Rietveld 精修的结果是可靠的. 500 K 间, Seebeck 系数随温度的升高先升后降,这种变化关系与Bi2 Te3 基合金的常规变化规律一致: 在o -lOOce 范围内,随温度升高,载流子的浓度增加,但是载流子间的散射作用显著增强,并起主导 作用, &alpha 出现增大趋势 在温度大于100ce 后,进入本征激发范围,载流子浓度迅速增加,引起Seebeck 系数急剧降低.对于(Bi , Sb ) 2 Te 3 单晶,由于Te 的少量挥发,引起结构中Bi 或者Sb 占据Te 的 空位[6] ,产生空穴,因此( Bi ,Sb ) 2 Te3 单晶表现为P型半导体.对于热压合成的( Bi , Sb ) 2 Te3 多晶体, 由于在熔融制备及球磨及热压过程中的表面氧化,氧的溶入会在结构中产生施主能级[叫 而且在球 磨的形变作用下,将会产生更多的Te 空穴, Te 空穴也起施主的作用[8] ,因此热压制备的(Bi , Sb) 2 Te 3 多晶体比( Bi ,Sb ) 2 Te3 单晶有高浓度的施主,从而呈现n 型半导体的特征. Hf 是一种变价元素,可以为+2 、+3 及+4 价,在( Bi , Sb ) 2Te 3 中Hf 可能以低价形式存在,产生空穴,降低了电子浓度.可能由于氧及Te 空位浓度差异的共同影响,不同的掺杂量间不呈现规律性.电导率(&sigma ) 的测量结果如图3 所示,电导率的 变化规律与Seebeck 系数正好相反, Hf 掺杂降低了样品的电导率,电导率随着温度的升高而增加.这 也体现了电导率与Seebeck 系数之间的本质联系. 2.3功率因子 功率因子用&alpha 2&sigma ( 功率因子)衡量热电性能,其计算结果如图4. 结果表明, Hf2x ( Bi , Sb ) 2 -2x Te3 的功率因子在375 K 时有一个最大值,当x = 0.02 时,为526&mu W/mK2 ,是未掺杂BiSbTe3 功率因子(为316 &mu W/mK 2 ) 的1.66 倍.该数值略低于赵新兵等[9J 采用溶剂热方法制备的纳米Bi 2 Te 3 的功率因子(为620&mu W/mK 2 , 393 K).采用气氛熔炼加热压的方法,成功制备出纯相Hf认Bi , Sb) 2 -2x Te3 热电材料. Hf 在结构中占据6c晶位,即以替代(Bi , Sb) 的形式进入晶格.由于表面氧化及球磨效应的共同作用,Hf 掺杂的BiSbTe3为n 型半导体, Hf 掺杂引起BiSbTe3 的Seebeck系数增大,电导率略有降低.功率因子在375K 时有一个最大值为526&mu W/mK2 &bull
  • 专家约稿|硫化橡胶逆向设计中成分测试方法研究
    硫化橡胶逆向设计中成分测试方法研究苍飞飞1,2,3(1.北京橡院橡胶轮胎技术服务有限公司,北京,100143;2.北京橡胶工业研究设计院有限公司,北京,100143;国家橡胶轮胎质量检验检测中心,北京,100143)摘要:轮胎作为汽车行业重要的组成部分,一直在不断的向着新的目标迈进,轮胎胶料成分分析主要包括五个部分:高聚物定性、高聚物含量和炭黑含量、有机物定性、无机物定性定量、硫化体系的定性定量。高聚物定性可以使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的含量采用热重分析仪;有机物定性可以采用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法;无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法;硫化体系的定性、定量采用化学法。大型仪器的使用,可以测试更准确可靠的实验数据,为轮胎行业的进一步成长,提供有力的依据。关键词:轮胎、成分分析、测试轮胎作为车辆唯一与地面接触的部位,承担着承受载荷、改变方向、缓冲与减震、驱动与制动四个方面的重要作用[1]。轮胎的制备过程中配方和结构都是非常重要的因素。目前在人类社会实现“碳中和”的伟大事业中,百岁老产品与时俱进,在社会可持续性发展的征程上续写着传奇、再立新功,助力人类社会达成“双碳”目标[2]。为了达到这个目标,国产轮胎还要不断努力,缩小与一线品牌轮胎的差异,从北京橡胶工业研究设计院有限公司第一次组织行业轮胎剖析会议到现在已经有40多年的历史了,轮胎行业的配方工程师一直都没有停下脚步,追寻着寻找合理的配方组成,因此开展轮胎成分测试工作是一项非常有意义的工作。在新时代、新环境下,轮胎肩负的责任发生了变化,目前气候变化已经成为世界各国政府关注的焦点,尤其近10年来各种自然灾害给人民生活贺财产造成了巨大损失[3]。为此,巴黎协定以后,各国政府在节能环保方面相继制定了严格的法律,并出台了相关措施,尽量减少碳排放。各个行业纷纷开展相应的政策,并且纷纷表示将于2040年实现“零”排放。因此轮胎的配方研制非常重要。目前欧盟REACH法规、轮胎标签法及美国的SMARTWAY等,轮胎企业针对目前的状况投入大量的人力、物力,开发设计新产品,尤其是新能源汽车轮胎,利用新技术、新材料和新工艺生产制造出高性能的子午线轮胎,进一步提高了汽车的环保、节能和安全性能。 轮胎是一个比较复杂的复合体,它大约有十几个部位组成,如:胎面胶、胎侧胶、基部胶、带束层胶、胎肩垫胶、胎体胶、胎圈胶、子口护胶、三角胶、内衬层胶等。目前针对整条轮胎成分检测有两个权威的检测机构,一个是美国的斯密斯公司,另一个是国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心。两者在成分分析检测方面有一些差异,国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心检测项目更完整、更全面,从胶型、胶比、橡胶含量、炭黑含量到有机填料、无机填料的定性定量检测;斯密斯公司擅长选择相同规格不同厂商的产品,分别测试,然后对比分析,并且在物理性能方面测试的项目比较完整,两者各有优缺点,剖析配方所呈现出来的结果要通过配方工程师的研究、调整、完善,才能转化为剖析配方。因此剖析配方是基础,是新配方研究得核心和关键。目前轮胎胶料成分分析方法的研究正在逐步的成熟,大量关于轮胎胶料配方组分研究的国家标准[4]-[10]已经发布或正在制定或修订过程中,方法标准的统一,让测试结果更加可靠,为配方的研究提供可靠、准确的实验数据。但方法和方法之间以及标准的应用方面还有一些问题,本研究就是基于相同试验项目采用不同的仪器设备所存在的问题的讨论与研究工作,希望大家能够理解测试工程师的工作,如果人员和设备不存在问题,得出的结果您有异议,可能是方法问题导致的结果,希望大家能够理解,能够正确的分析测试数据,解析出合理的结果,为新配方的研发提供有力的支持。胶料成分分析的方案胶料成分分析方案是根据样品配方设计的特点来确定的,不同的部位由于作用不一样,承受的条件也有差异,因此配方设计过程中是要对每个部位的特点来设计配方,例如[11]胎面胶是轮胎与地面接触的部分,那就需要提高轮胎胎面的胶料的拉伸性能和耐撕裂性能,使用特殊炭黑可以增加轮胎的耐磨性和导电性,并且要注意轮胎的生热,增强轮胎的寿命。轮胎作为橡胶工业的主导产品,其设计及生产制造过程的经济性直接影响企业的内生动力即盈利能力[12],因此在配方设计的过程中,也要考虑成本的计算,其中的配方成本是其中非常重要的一项考虑因素。如果可以实现通过材料替代以节约成本和提高硫化效率的操作实例,其直接影响企业产品效益的最大化[13]。1.高聚物定性高聚物的定性轮胎成分分析非常重要的一个测试环节,胎面胶选择合适的橡胶品种可以改善胎面胶的耐磨性能和降低滚动阻力[14]。高聚物的鉴定目前常采用的方法有:裂解气相色谱法[4]~[5]、裂解气相色谱质谱法[10]、红外光谱法[15]、核磁共振波谱仪。裂解气相色谱法和裂解气相色谱质谱法都是基于裂解器的前处理装置,后面的气相为分离装置,用火焰离子检测器(FID)和质谱检测器(MS)测试高聚物样品的一种方式。裂解器在惰性气体中被快速热解而生成具有高聚物表征的裂解产物(小分子碎片混合物),并随着载气导入分离装置(气相色谱)中的一种前处理方式。此方法的特点是仪器灵敏度高,样品用量少,不受填料的干扰等优点,其缺点是需要建立实验室内部的谱库、本方法属于相对方法[16]。红外光谱法是经典的物质化学结构分析与鉴定方法之一[17],广泛应用于科研领域。红外光谱可以给出物质所包含的官能团、结晶态等化学结构信息;而且,化学结构不同的物质、对应的红外光谱谱图具有指纹特征性[18],在标准中明确说明针对生胶、硫化胶、未硫化胶以及热塑性弹性体进行鉴定的方法,一共有两种分析方法,透射分析法和反射分析法。在轮胎胶料成分分析过程中有两点需要注意,其一是钢丝圈夹胶由于硫黄含量过高,影响特征谱图,对结果的分析有影响;其二顺丁胶和丁苯橡胶混合时,区分有一定的困难。傅里叶变换红外光谱法在高分子鉴定过程中需要注意以上问题,避免存疑数据的存在。核磁共振波谱仪可以有效的表征高聚物的支化度,核磁共振波谱仪目前主要是H谱和C谱两类原子核谱图,H-NMR简便快捷能够通过不同级数C原子上H的积分面积,定量表征高聚物的短链支化度;而对于长链支化,需要利用C-NMR检测支化度C原子、支化点附件C原子的峰来确定支链类型和支化度[19]。2.高聚物及炭黑含量热重分析技术(thermogravimetry,TG)是指 在程序控制温度和一定气氛下连续测量待测样品的质量与温度或时间变化关系的一种热分析技术,主要用于研究物质的分解、化合、脱水、吸附、脱附、升华、蒸发等伴有质量增减的热变化过程。 基于 TG 法,可对物质进行定性分析、 组分分析、热参数测定和动力学参数测定等,常用于新材料研发和质量控制领域[20]-[21]。目前用的最多的方法有三个,其中轮胎常用的方法是,GB/T 14837.1-2014《橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶》,这个标准涵盖了轮胎常用的高聚物:天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。热重分析仪可以准确的表征胶料配方中高聚物的含量、炭黑含量。在二十世纪初期,热重分析仪主要来自于美国、欧洲以及日本厂商,国内的仪器产品稳定性差,但在最近几年,在国家对自主优质测试分析仪的大力资助下,具有自主知识产权的国产热重分析仪的研制呈现一些可喜的进展.。未来,随着我国科研水平的不断提高,相信在热重分析仪研发方面也能取得更大突破,同时,我国相关仪器 厂商也应一步一个脚印、不断提升自主创新能力,才能在日益激烈的热分析市场竞争中处于不败之地[20]。3.有机物定性、定量轮胎配方中需要加入有机配合剂,在配方的调整过程中,才能呈现出优异的性能,常加入的有机配合剂有:防老剂、防焦剂、促进剂、增粘剂、增塑剂、粘合剂、加工助剂等等,并且在硫化过程中,这些有机配合剂有的会发生化学反应,给配合剂的定性工作带来一定的难度。轮胎配方定性、定量常用的仪器设备是气相色谱质谱仪、裂解-气相色谱质谱仪、红外光谱仪、液相色谱仪、液相色谱质谱联用仪等。在长期的使用过程中,发现色谱方式由于色谱柱的分离作用,可以将混合物进行分离,可以提升检测的效率和检定结果的准确性。4.无机物定性、定量轮胎是一种常见的高分子复合材料,发展高耐磨、高抗湿滑、低滚阻的新一代轮胎是目前轮胎行业的重要挑战,在轮胎的制备过程中,填料的用量仅次于聚合物。填料的加入能提高聚合物复合材料的性能,改善轮胎的抗湿滑性、耐疲劳性以及耐低温耐高温能力等[22]。二氧化硅是轮胎中常用的填料,由于二氧化硅自身的特点,强吸附性、大比表面积,可以实现对有机分子的多层吸附,提高轮胎的抗撕裂性能[23]。二氧化硅的检测目前采用的化学法,将样品灼烧后,加入氢氟酸,剩余的二氧化硅与氢氟酸反应,生成四氟化硅,以气体的形式挥发掉,通过质量的变化来确定样品中加入的二氧化硅的含量。轮胎胶料中还有一些金属氧化物,如:氧化锌等,可以通过原子吸收光谱法和等离子发射光谱法进行测试。原子吸收光谱仪原理为处理后的液体样品吸入火焰中,火焰中形成的原子蒸汽对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。将测定的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较,确定样品中被测元素的含量[24]。电感耦合等离子体发射光谱仪原理为过滤或消解处理过的样品在等离子体火炬的高温下被原子化、电离、激发[25]。不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱,特征光谱的强弱与样品中原子浓度有关,即可测定样品中各元素的含量[26]。电感耦合等离子体发射光谱仪具有检出限低,准确度高、精密度高的优点, 并且可同时测定多种元素,时效快。但是在测定组分复杂的样品时,容易产生基体效应,从而影响检测结果的准确性。而火焰原子吸收光谱仪检出限较高,准确度、精密度相对较低,但在抗基体干扰能力方面的优势大于电感耦合等离子体发射光谱仪[27]。因此,在测试轮胎胶料样品时,要根据情况选择合适的仪器设备。5.硫化体系的定性、定量轮胎胶料的硫化体系主要是指加入的硫磺、促进剂、以及活化剂,其中硫磺含量的检测是依据国家标准GB/T 4497.1-2010《橡胶 全硫含量的测定 第1部分:氧瓶燃烧法》,将橡胶样品在通氧气条件下,燃烧,用双氧水吸收燃烧后气体,然后滴定生成的硫酸根,反推出胶料中硫含量。本方法测试的是胶料中所有的硫,包括促进剂中的硫、炭黑中的硫。因此对数据的解读需要进行修正。小结本文对轮胎胶料的成分分析进行了全面的介绍,高聚物定性可以使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的定量采用热重分析仪;有机物定性可以采用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法、无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法、硫化体系的定性、定量采用化学法。合理的使用方法,可以为进一步解析数据提供有力的支持,为轮胎配方胶料的研制提供有力的数据支持。作者简介苍飞飞, 北京橡院橡胶轮胎检测技术服务有限公司(国家轮胎质量检验检测中心)/北京橡胶工业研究设计院有限公司副总工程师、技术负责人、高级工程师,从事橡胶检测工作22年,主要工作之一为开展轮胎橡胶制品类产品得剖析检测工作,使进口产品国产化提供有力的数据。社会兼职:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会合成橡胶分技术委员会专家委员;全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分会专家委员;北京市热分析学会委员;公安部检测中心专家库成员;教育装备协会理事会理事等。主持或参加纵向及横向项目30余项;完成学术论文30余篇;参加国家标准制修订工作11项,其中“橡胶制品化学分析方法研究与制定”作为主要起草人获得中国石油和化学工业联合会科学进步二等奖;参加国际标准修订比对工作3项;发明专利13项;实用新型专利3项。参考文献:[1]朱华健,牛金坡,李凡珠,何红,王润国,卢咏来,张立群.新型轮胎结构的现状与发展[J].高分子通报,2019(11):1-14.DOI:10.14028/j.cnki.1003-3726.2019.11.001.[2]许叔亮.百年轮胎续写传奇:轮胎的性能设计与社会可持续性发展(上)[J].中国橡胶,2022,38(01):16-19.[3]吴桂忠.高性能子午线轮胎研发、生产和试验研究概况及发展趋势[J].中国橡胶,2022,38(02):17-26.[4] GB/T 29613.1-2013.橡胶裂解气相色谱分析法 第1部分:聚合物(单一及并用)的鉴定[S].北京:中国标准出版社,2013.[5] GB/T 29613.2-2014.橡胶裂解气相色谱分析法 第2部分:苯乙烯/丁二烯/异戊二烯比率的测定[S].北京:中国标准出版社,2014.[6] GB/T 14837.1-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[7] GB/T 14837.2-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第2部分:丙烯腈-丁二烯橡胶和卤化丁基橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[8] GB/T 33078-2016. 橡胶 防老剂的测定 气相色谱-质谱法[S].北京:中国标准出版社,2016.[9] GB/T 14837.3-2018. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第3部分:抽提的烃橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷橡胶[S].北京:中国标准出版社,2016.[10] GB/T 39699-2020. 橡胶 聚合物的鉴定 裂解气相色谱-质谱法[S].北京:中国标准出版社,2020.[11]王静,褚文强.航空子午线轮胎胶料配方设计[J].橡塑技术与装备,2022,48(06):39-43.DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.06.008.[12]李萍.塑料企业的风险控制与经济管理——评《企业风险管理》[J].塑料科技,2021,49(12):124-125.[13]万达淳,郑闻运,陈弩.基于橡胶配方和工艺的轮胎产品经济性分析[J].橡胶科技,2022,20(05):247-249.[14] Kwag G,Kim P,Han S,et al. High Performance Elastomer Composites Containing Ultra High Cis Polybutadiene with High Abrasion and Low Rolling Resistances[J]. Journal of Applied Polymer Science,2010,105(2):477-485.[15]GB/T 7764-2017.橡胶鉴定 红外光谱法[S].北京:中国标准出版社,2018.[16]周乃东.橡胶聚合物的鉴定 裂解气相色谱法[J].中国石油和化工标准与质量,2007(01):33-38.[17]白云,胡光辉,李琴梅,陈新启,髙峡,刘伟丽.傅里叶变换红外光谱法在高分子材料研究中的应用[J].分析仪器,2018(05):26-29.[18] 翁诗甫.傅里叶变换红外光谱仪[M].北 京:化学工业出版社,2005:161.[19]罗俊杰,卜少华,黄铃.核磁共振波谱表征弹性体支化结构方法的研究进展[J].合成树脂及塑料,2017,34(05):92-97.[20]谢启源,陈丹丹,丁延伟.热重分析技术及其在高分子表征中的应用[J].高分子学报,2022,53(02):193-210.[21]Ding Yanwei(丁延伟). Fundamentals of Thermal Analysis(热分析基础). Hefei(合肥): University of Science and Technology of China Press(中国科学技术大学出版社), 2020[22]黄伟,杨凯,张乾,刘建伟,郝泽光,栾春晖.橡胶补强填料中煤矸石活化改性的研究进展[J].洁净煤技术,2022,28(01):166-174.DOI:10.13226/j.issn.1006-6772.Q21110501.[23]李鹏举,吴晓辉,卢咏来,张立群.氧化石墨烯/白炭黑纳米杂化填料在绿色轮胎胎面中的应用[J].合成橡胶工业,2019,42(04):294-299.[24]方琦,罗德伟,洪林.火焰原子吸收光谱仪影响因素与应对措施[J].绿色科技,2010(10):170-173. [25]邓晓庆.电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤铜锌锰镍铬钒全钾 [J].环境科学导刊,2010,29(6):90-92.[26]邓晓庆.电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)与火焰原子吸收法 (AAS)测定水中铁、锰方法比对[J].环境监控与预警,2013,5(1):26-29.[27] 罗丽霞.火焰原子吸收光谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪在水质检测中的比较分析[J].广东化工,2021,48(23):171-173.
  • 清华大学环境学院李淼副教授团队开发磷掺杂单原子钴催化剂实现水中硝酸盐污染高效还原去除与能源利用
    全球活性氮增加引起的氮循环失衡使硝酸盐成为水中最普遍的污染物之一。硝酸盐污染威胁着生态安全和人类健康。通过硝酸盐还原方式合成氨,不仅有助于水中硝态氮污染物的去除,而且有助于缓解社会对氨能源的需求,减少污染,降低能耗。电化学反应过程对条件要求适中,易于运行并且高效,可将硝酸盐直接转化为氨。但通常,在硝酸盐的电化学还原过程中,在纳米及更大尺寸电极的活性位点上易于发生氮-氮偶联反应生成氮气,制约氨的高效生成。因此,开发具有高活性、低成本和高选择性优势的电极材料是该领域研究的核心之一。李淼团队针对钴(Co)金属电极活性差、易钝化导致难以实用的瓶颈,通过缺陷碳的稳定固化作用,开发了一种磷(P)掺杂的单原子钴催化剂材料(如图1所示),可有效避免偶联反应发生,使最终产物具有更高的氨选择性和还原活性。这种磷掺杂单原子钴催化剂具有更高的硝酸盐还原去除性能,以其作为催化剂的最高氨生成法拉第效率为92.0%、最高氨产率为433.3μgNH4+h−1cm−2。图1 单原子催化剂结构形貌分析结果研究团队采用自然界极少的15NO3−作为氮源,以同位素标记法进一步证明了氨生成的唯一氮来源为硝酸盐。利用1H核磁共振(NMR)仪对产生的氨进行检测,14NH4+和15NH4+的核磁谱图分别具有典型的三峰和双峰结构。研究采用多种实验分析手段对载体结构进行了分析。结果表明,磷的掺杂进一步提高了碳氮载体的缺陷程度,提供了更多的固定位点负载单原子钴,并且缺陷位点会对相邻金属钴活性位点的电子结构和性能产生影响,提高了电极导电性。图2 电极性能结果研究团队根据密度泛函理论计算,创新强化污染物净化的单原子尺度结构调控理论与方法,从分子水平上对硝酸根在模型单原子钴催化剂活性位点的转化反应机理进行了探究,分析反应路径和能量变化。结果表明,硝酸根在单原子位点上逐步发生脱氧加氢的基元反应,N*物种可以在外部提供能量时进一步偶联形成氮气,也可以自发与氢逐步反应形成铵盐。磷掺杂后形成的缺陷位点可以促进临近CoP1N3位点对硝酸盐的催化转化,硝酸盐还原过程发生8电子数转移生成铵盐。此外,研究还发现,金属活性位点临近的缺陷结构有助于进一步提高单原子催化剂活性,在理论上为设计高活性位点的催化剂提供指导并揭示硝酸反应转化和产物分布规律。图3 反应机理示意图该研究成果于7月12日以《高法拉第效率钴单原子催化剂显著促进氨生成》(Boosted ammonium production by single cobalt atom catalysts with high Faradic efficiencies)为题在线发表在《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)上。论文第一作者为清华大学环境学院博士后李佳澄,论文通讯作者为清华大学环境学院李淼副教授,环境学院刘翔教授等人对实验提供了重要指导和帮助。研究项目得到国家自然科学基金面上项目和重点研发计划的资助。
  • 蜂蜜造假花样百出:掺杂糖分 捏造蜜种
    “冠有阁”的6种蜂蜜因“果糖和葡萄糖”含量不足而被要求下架停售,我国香港消委会从55款蜂蜜样本中检出14款掺糖蜂蜜……近日曝光的蜂蜜掺假问题再度引发业界关注。记者在采访中进一步发现,由于蜂蜜市场供不应求,消费者鉴别能力低,以及市场存在监管空白等原因,蜂蜜掺假已经成为屡禁不止的老问题。勾兑蜂蜜、捏造蜜种,勾兑蜜充当“土蜂蜜”等乱象混迹于市场。而今,随着天气恶劣导致蜂蜜严重减产,原料价格飙升,蜂蜜造假的问题或将更加突出。   现象:蜂蜜掺假接连曝光   日前,北京市食品办责令11种不合格食品全市下架停售。其中6种是“冠有阁”蜂蜜,不合格原因是“果糖和葡萄糖”含量不足,也就是喝起来很甜,却没有蜂蜜特有的香醇味儿。   按照规定,蜂蜜中的果糖和葡萄糖含量应≥60%,但这6种不合格产品实测值最高35.6%,最低只有25.4%。对此专家表示,“果糖和葡萄糖”指标虽然不涉及食品安全,但却是蜂蜜的重要质量指标。果糖和葡萄糖含量过低,表明产品可能掺入了其他糖类物质,也会造成蜂蜜产品口感和营养价值的降低。   事实上,蜂蜜掺假现象长期存在,每年都有质量抽查曝光相关问题产品。日前,中国香港消委会的一项蜂蜜检测发现:55款蜂蜜样本中有14款掺杂了糖分。被检出掺杂糖分的产品中有12款竟然还声称是天然或纯正蜂蜜,当中7款甚至声称100%天然或100%纯正。   上个月,还有报道称,“市场上的蜂蜜六七成是假货”。不仅农贸市场出售有假蜂蜜,在许多大型超市也会出现假蜂蜜的身影。假蜂蜜多为糖浆勾兑而成。   趋势:今年减产严重或现更多假货   被曝光出来的蜂蜜问题已经如此之多,而今后,或许有更多蜂蜜质量问题被曝光。全国蜂产龙头企业广州宝生园公司相关负责人对记者透露,由于近年的气候不稳定,“靠天吃饭”的蜂蜜也出现了连连失收的情况。“今年一反常态的持续雨季对荔枝产量造成了严重影响,广东从化荔枝大幅减产,从化钱岗糯米糍减产近90%,几近绝收。果树歉收也严重影响了蜂农,而作为夏日主要保健饮品的荔枝蜂蜜和龙眼蜂蜜产量大幅减少,导致终端出现产品抢购热潮及零售价上涨等一连串的市场反应。今年北方大面积的洪涝灾害,更促成了蜂蜜产品价格的新一轮上涨。”   数据显示,今年蜂产品原料价格上浮不少。升幅最高的是冬蜜原料,比去年上浮幅度达到40%。荔枝蜜比去年上浮幅度达到25%。今年孕育花蕾期受冻,致使花期流蜜量不多,洋槐蜜比去年上浮幅度达到30%。   河南省养蜂业协会副会长何昕则分析,从目前情况看,今年蜂蜜产量比去年下降25%左右,这是今年蜂蜜收购价格一路上涨的主要因素。此外,蜂农老龄化严重,养蜂者逐年减少,也是造成蜂蜜价格走高的一个原因。在原料短缺加剧的背景下,蜂蜜消费却持续旺盛。中国养蜂历史悠久、养蜂数量众多、蜜源植物最丰富,紫云英、槐花、荆花、椴树、枣花、荔枝等植物都是较好的蜜源。据国家统计部门公布的数字,目前,中国养殖蜜蜂约850万群,全国每年的蜂蜜产量基本维持在约40万吨左右,占到全世界的四分之一,每年出口蜂蜜10万吨左右,主要出口到美国、欧洲、日本和韩国等。   供应与需求的此消彼长之间,巨大的供需缺口无疑会招来制假者觊觎,市面或出现更多假货。   成因:检测有难度 监管有空白   “利益的诱惑,是假蜂蜜出现的根本原因。而通过勾兑的假蜂蜜成本大概只是真蜂蜜的30%左右。”宝生园相关负责人称。 王长庚 摄   而蜂蜜造假屡禁不止,在业内人士看来,很大原因也是因为监管留下了空子。   据知情人士透露,目前对于蜂蜜的监管,暂时还无解,比如对于养蜂散户私自兜售假蜂蜜的行为,还没有明确的部门来管。其实工商部门以前对济南的蜂蜜市场都进行过检查,没有发现不合格产品。这是因为蜂蜜在流通环节的现行国家标准检测中,检测项目仅有几项,而在这几项检测项目,假蜂蜜的检测结果完全可以以假乱真。   而一家知名的内地蜂蜜企业负责人则表示,蜂蜜主要是由果糖和葡萄糖组成的。除此之外,内地的标准还允许有少量蔗糖,“国外一般强调无添加、无提取”。   根据蜂蜜的新国标《食品安全国家标准 蜂蜜GB14963-2011》的规定,蜂蜜只能是“蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露,与自身分泌物混合后,经充分酿造而成的天然甜物质”,其中,果糖和葡萄糖含量至少要达到60%,蔗糖含量不得超过10%。尽管量少,这一规定却无疑承认了加糖的合法性,形成了一种负面的效应。   ■乱象大揭秘   1.平的、贵的都可能有假   记者在某农产品商务平台上看到,山东槐花蜜和广西纯天然蜂蜜的批发价格为45元/kg,湖南衡阳的纯天然蜂蜜和贵州的有机蜂蜜批发价格为60元/kg,而广东江门的纯天然蜂蜜和山西临汾的原始森林土蜂蜜价格均为100元/kg。“加上运输费用、商品包装、中间渠道等,一瓶500克的纯蜂蜜到卖场销售,一般不太会低于30元。”一位业内人士表示。   “我在超市里看到一些便宜得根本不可能是真蜂蜜的产品,”一位蜂蜜产业资深从业者对记者说,“像那些20来块钱一罐的蜂蜜,我可以说,都已经低过了成本价,怎么可能是真的?”   据知情人透露,市场上假货确实不少,且同一品牌中也分真假,像三四十元一斤相对廉价的蜂蜜假货的可能性较多,五六十元一斤的蜂蜜品质相对就会好些。   上述负责人表示,大部分的消费者近年来消费更趋于理性,更加关注的是产品的质量,从价格引导型转向品质引导型消费,对优质优价接受度明显提高。   可是,不法分子也很快盯上高端蜂蜜,价格已不再是衡量蜂蜜真假的单一“硬指标”。前不久在香港被曝光的“麦芦卡”(新西兰独有的桃金娘科灌木)蜂蜜的身价就相当高昂。此前,在珠江新城的一家友谊商超,记者看到了至少3家新西兰公司生产的“麦芦卡”蜂蜜,售价最贵的一小瓶突破600元。据了解,这种蜂蜜在香港的售价约为每100克39.6港元至151.2港元不等,价格明显高于一般蜜种。   2.很多蜜种系捏造   另外,一些明目张胆的虚假宣传在市面欺骗消费者。一位不愿透露姓名的业内人士告诉记者,部分蜜种产量极少,根本不能支持网店和超市大量销售,市面上买到的多为假货 而有些蜜种压根就是不存在的,这些植物产花粉,但是不产蜂蜜,或者植物生长环境不在蜜蜂的采蜜活动范围 此外,还有一些蜜种事实上并不名贵,但经过稀奇古怪的产品名称包装,就摇身一变成为了高档货,其中不乏进口蜂蜜。   “选蜂蜜选常见的种类就行,比如百花蜜、洋槐蜜、荆条蜜、椴树蜜等等,枣花蜜容易有农药残留,最好别喝,别相信那些稀奇古怪的蜜种。每个人身体素质不一样,最好听下医生怎么说”,该业内人士提醒,很多消费者对蜂蜜生产的过程并不了解,造假者利用这种信息不对等,随便换个名称就把原本收购价很低的蜂蜜卖成个天价。因此,消费者买蜂蜜的时候要擦亮眼。   比如,金银花蜜,金银花的花冠又长又细,蜜蜂的嘴很短,很难深入到花蕊,只有在花倒挂时流出来的花蜜,蜜蜂才能采到 苹果花花蜜非常非常少,蜂蜜采的还喂不饱自己,蜂农很难收集到这类单品种蜂蜜 野菊花蜂蜜的产量极少,有时得天气极好的时候才采到,不可能稳定地供给商家 益母草是一种辅助蜜源,能形成蜜的量很少,不可能有纯的益母草蜜大量出售,市场上益母草蜜却因为标榜对女性健康有益很受追捧。   有些蜂蜜蜜种压根是不存在的,如桃花只有花粉,没有花蜜。天山雪莲蜂蜜也不可能成为现实中的产品,因为雪莲通常生长在高山雪峰之中,蜜蜂活动的温度要高于13℃左右,雪莲花和蜜蜂的采蜜活动压根就“不搭界”。此外,真正的玫瑰是没花有蜜的,只有一种叫野玫瑰的,这种花的花蜜也是极少的。“目前市场还流行一种叫雪莲脂蜜的,养蜂人都知道,其实就是一种俗称野豌豆的苕子的花蜜,品相还比紫云英蜜差点,换个名字就卖了个好价钱。”该业内人士称。   3.“土蜂蜜”未必真“土”   不少消费者还发现,通过网络渠道经常能购买到“土蜂蜜”,店家往往声称,“土蜂蜜”比普通蜂蜜营养价值更高、保健效果更好。   然而,专家指出,农家蜂蜜不等于“土蜂蜜”,将两者混淆等同是偷换概念的行为,“土蜂蜜”特指土蜂(即中华蜜蜂)产的蜜,而且因为中华蜜蜂的习性使然,擅长采集零散蜜源,很难产出单品种蜂蜜,往往以“百花蜜”居多 意大利蜂擅长出产单一花种的蜂蜜,市面上大部分的单一蜜种都是意蜂生产的,像槐花蜜、荆条蜜、荔枝蜜、龙眼蜜等等。蜂王浆和蜂胶也多是这种蜜蜂生产。凡是单品种蜂蜜还声称是“土蜂蜜”的,多半是用意大利蜂产的蜜来冒充“土蜂蜜”。   那么农家蜂蜜能不能买呢?“前段时间跟朋友去农村玩,看到国道边上有蜂农摆了几个蜂箱,在卖蜂蜜,说是农家土蜂蜜,绝对纯正新鲜,价格还不便宜”,广州市民周小姐说,出于好奇尝了一下蜂蜜,“看到有结晶,口感也还行,不过我的朋友提醒,怎么蜂箱里一个蜜蜂都没有呢”,她说,卖蜂蜜的蜂农解释,蜜蜂采蜜去了,所以蜂箱是空的,因为有所怀疑,周小姐最终也没有买蜂蜜。   对此,广州从化市一位多年养蜂的蜂农老齐告诉记者,蜜蜂采蜜不可能几个小时都不回巢一次,“很多路边卖蜂蜜的自己都不是养蜂的,只是收购来的而已,放个蜂箱只是招揽生意的,如果你要求看蜜蜂,多半会被吓唬蜜蜂蜇人。”他说,买蜂蜜也不是越新鲜越好,即使是新鲜摇下来的蜂蜜,立即吃的功效其实远不如放了一段时间的蜂蜜。专家提醒,蜂蜜被分离了以后,里面的蔗糖还要在酶的作用下继续分解成果糖和葡萄糖,到一个月左右,各种成分才能真正稳定下来。而且蜂蜜天然抗菌,所以不用担心放久了会有细菌。   4.造假方法网上随手可学   记者还发现,网络上流传着各种各样自制“蜂蜜”的方法,部分还图文并茂。例如有一种流传颇广的“10分钟熬出‘蜂蜜’”的方法,原料仅需白砂糖、明矾、酱油、清水。蜂蜜造假方法简单,一看就会,毫无技术门槛。而这种“蜂蜜”的成本已经直观可见。曾有人实践过这一系列实验,用白糖、明矾和水为原料,仅仅花了8元钱就制作出了一碗“蜂蜜”。   假蜂蜜的成本低廉,而在超市销售的、与用此方法调制的“蜂蜜”颜色接近的枣花蜜,最便宜的一瓶价格在31元左右(均是500g装,大约314ml),至于普通的蜂蜜,价格一般也在25元左右。   还有更狡猾的造假者。曾被曝光的慈溪怡康蜂业有限公司掺假更加隐蔽,他们在洋槐蜂蜜中至少掺油菜花蜂蜜60%,价格就下来了。公司负责人得意地说:“(这样的蜜)吃也吃不出来的,无论工商、质监也都检测不出来。”   广东省质监局一位内部人士透露,现在市场上蜂蜜的监管几乎是空白领域。“以前有蜂蜜掺假的判定方法,新的食品安全标准颁布后,删除了这个项目。之前的方法也在用,但是不能作为处罚的依据,只能作为案件的线索。监管上就要看商家的道德约束了”。   简单四招选蜂蜜   ■小贴士   1.看色泽。纯正的优质蜂蜜透光性强,颜色为白色、淡黄色至琥珀色,且均匀一致 而劣质蜂蜜颜色黑红或暗褐色、无光泽、蜜液混浊而有杂质。   2.晃气泡。如果蜂蜜发酵变质,会因含水量增多而导致表面产生大量气泡,而纯正的蜂蜜表面则无大量气泡。   3.闻香气。品质好的蜂蜜香味浓而持久,开瓶后便能嗅到,用手掌搓揉会有粘腻感,而劣质的蜂蜜往往因掺入香精而过于浓郁。   4.拉细丝。用筷子挑蜂蜜,优质的蜂蜜弹性佳,可拉成丝状,且不易拉断,而劣质的蜂蜜浓度较低,黏性小,难以拉成细丝。
  • 明珠发布硅橡胶再生胶无转子硫化仪新品
    MZ-4010B3 无转子硫化仪 1. 特点及用途:本机符合GB/T 16584《橡胶无转子硫化仪测定硫化特性要求》、ISO 6502要求及意大利标准要求的T30、T60、T90数据。该机用于测定未硫化橡胶的特性,找出胶料的佳硫化时间。本机模腔部分采用新型耐高温高强度隔热材料,控温精度高,稳定性、重现性好。无转子硫化分析系统运用Windows 7操作系统平台,图形图像化的软件界面,灵活的数据处理方式,全面体现高度自动化特点。可用于科研部门、大中专院校和工矿企业对各种材料进行力学性能分析和生产质量检验。 2. 技术参数: 2.1温度范围: 室温~200℃ 升温时间: ≤10min2.2温度范围: 室温~300℃(根据客户要求定制)升温时间: ≤15min2.3温度分辨率: 0~200℃: 0.1℃ 0~300℃: 1℃(根据客户要求定制)2.4温度波动: ≤±0.3℃(加料稳定以后)2.5力矩量程: 0N.m~10N.m 0N.m~20N.m(根据客户要求定制)2.6力矩显示分辨率: 0.001N.m2.7最长试验时间: 120min(可在试验中途修改时间)2.8摆动角度: ±0.5°(总振幅为1°) 2.9模体摆动频率: 1.7Hz±0.1Hz(102r/min±6r/min)2.10电 源: AC220V±10% 50Hz2.11外型尺寸: 645mm×580mm×1300mm(L×W×H)2.12净 重: 210kg 3. 控制软件主要功能介绍3.1操作软件:中文软件、英文软件;3.2 单位选择:kgf-cm, lbf-in, N-m,dN-m ;3.3 可测试数据:ML(N.m)最小力矩;MH(N.m)大力矩;TS1(min)初始硫化时间;TS2(min)初 始硫化时间;T10、T30、T50、T60、T90硫化时间;Vc1、Vc2硫化速度指数;3.4 可测试曲线:硫化曲线、上下模温度曲线;3.5 试验中途可修改时间;3.6 试验数据可自动保存;3.7 多条试验数据及曲线可在一张纸上显示,并可用鼠标点选读取曲线上任意点的数值;3.8 可将历史数据添加在一起进行对比分析并可打印出来;3.9 软件有“温度手动设置”功能,即温控仪可以与计算机相连也可脱机独立操作;3.10 具有扭矩管制和时间管制;3.11 具有SPC管制功能,可进行X-R分析;3.12 具有原始数据导出功能,Excel表格形式;3.13 软件有声光报警功能,即测量结果与扭矩管制或时间管制中数据不符时,可由声光报警器进行报警(根据客户要求定制)。 4. 配置4.1 日本山武公司温控仪 2只;4.2 高精度永磁电机1台;4.3 高精度气缸1套;4.4 高精度传感器1只;4.5 联想品牌电脑及彩色喷墨打印机1套(不含电脑柜);4.6 标准制样裁刀1把;4.7 硫化仪测控软件1套;4.8 关键零部件均由日本小巨人LGMazak加工中心加工 创新点:温度波动由原来的± 0.5℃ 升至± 0.3℃; 模腔保温性能改良 硅橡胶再生胶无转子硫化仪
  • 半导体材料 硫化铂光电特性研究获新突破
    记者6月20日从云南大学材料与能源学院获悉,该学院杨鹏、万艳芬团队经过持续研发,解决了类石墨烯材料大面积均匀少层硫化铂的合成及其结构和物理性能的一系列问题,为更丰富的应用场景器件开发提供支持,同时给行将终结的摩尔定律注入新的希望,提供极具潜力的半导体材料。“微电子技术历经半个多世纪发展,给人类带来了极大的便利。作为信息产业基础的半导体材料是微电子、光电子及太阳能等工业的基石,对我国的工业、信息及国防事业发展具有重要意义。”云南大学副教授杨鹏介绍,石墨烯作为典型的二维纳米材料,具备化学、光、电、机械等一系列优良的特性而得到广泛应用,但石墨烯存在零带隙、光吸收率低等缺点,限制其更广泛地应用。与此同时,类石墨烯材料应运而生。作为类石墨烯材料的典型代表,过渡金属硫族化合物不仅具备类似石墨烯的范德华力结合的层状结构,还拥有优异的光、电、磁等性能,可更好地弥补石墨烯的缺点,大大拓宽了半导体材料的实际应用范围。基于贵金属的硫化铂作为过渡金属硫族化合物家族的重要成员,具有较宽且可调带隙、“光—物质”相互作用强和稳定性好等特点,是半导体器件的潜在候选者,给现代电子技术领域带来了新的发展机遇。然而当今二维材料共同面对的比如材料面积不大、不易转移等问题对半导体产业的发展形成了一定的影响。针对这些难题,云南大学材料与能源学院、云南省微纳材料与技术重点实验室杨鹏、万艳芬团队通过物理气相沉积和化学气相沉积相结合的方式,在合适的温度、压强等条件下,实现制备平方厘米级大面积少层、均匀的硫化铂材料,并表征了相关物理特性。这一研究成果为大面积电子器件的发展提供了新的思路与技术基础,并为未来拓展过渡金属硫族化合物的应用范围提供了重要参考。相关研究成果发表在国际著名材料学术刊物《现代材料物理学》上。
  • 地质地球所提出硫化物颗粒的高精度硫同位素分析方法
    硫化物是自然界中常见的一类矿物,其形成往往与地质运动或生命活动相关。硫化物中的硫同位素组成是示踪生命活动,厘定地质过程的重要依据。传统离子探针硫同位素分析精度虽然可以达到0.1-0.2 &permil ,但其束斑一般为10-30 &mu m,不适用于微生物活动相关的微细硫化物颗粒(5 mm)和硫化物复杂环带等样品的硫同位素分析。纳米离子探针具有高空间分辨的特点,但通常其分析精度较传统离子探针逊色,前人在~2 mm空间分辨下,硫化物硫同位素分析的精度仅为2-4&permil ,制约了其在地球科学中的应用。   为获得更高的空间分辨和分析精度,中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室张建超工程师与其合作者以纳米离子探针为平台,开展了超高空间分辨与高精度的硫同位素分析方法研究。QSA效应(电子倍增器无法记录几乎同时到达的两个离子而造成的测量误差)是制约高精度同位素分析的关键因素,该研究创新性地提出了精确校正QSA效应方法,并成功研发了不同空间尺度内硫同位素高精度分析的实验方法,其空间分辨和外部分析精度分别为:~5 mm尺度内分析精度0.3&permil 、 ~2 mm尺度内分析精度0.5&permil 、 ~1 mm尺度内分析精度1&permil 。这一结果是同等空间分辨下最优的分析精度,处于国际领先水平层次,能够满足微米-亚微米尺度的硫化物颗粒(如草莓状黄铁矿)及复杂环带的高精度硫同位素分析的需求。   该研究成果近期发表在国际分析技术刊物Journal of Analytical Atomic Spectrometry 上(Zhang et al. Improved precision and spatial resolution of sulfur isotope analysis using NanoSIMS. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2014, 29(10) : 1934-1943)。   地质地球所提出硫化物颗粒的高精度硫同位素分析方法
  • 物理所吴凡团队:硫化物固态电解质与有机液态电极固-液界面兼容性新突破
    【工作介绍】锂金属由于其最高的能量密度而被认为是最理想的锂电池负极材料,但传统的锂金属-液体电解液电池系统存在着低库仑效率、SEI重复破裂生成和锂枝晶生长等问题。由锂金属、芳香烃和醚类溶剂组成的室温液态锂金属可从根本上抑制锂枝晶形核生长,从而解决以上问题,并且比高温熔融的碱金属或碱金属合金更容易控制、更稳定、更安全。然而,室温液态锂金属与硫化物固态电解质界面不兼容,会发生剧烈的化学反应。基于此,中科院物理所吴凡团队在解决硫化物固态电解质与有机液体电极之间长期存在的固-液界面相容性难题上取得了突破。开发出了包括PEO和β-Li3PS4/S在内的多种兼容性强的界面保护层,实现了大于1000h的长时间稳定循环。这种稳定硫化物固态电解质和有机液态锂负极之间的固-液界面的技术方法,成功地解决了界面副反应的关键问题,使这种电池构造在长周期运行中安全稳定。这为进一步提高锂电池的循环寿命和安全性开辟了新的路径。该成果以“Stable Interface Between Sulfide Solid Electrolyte and-Room-Temperature Liquid Lithium Anode”为题发表在ACS Nano上,通讯作者为中国科学院物理研究所吴凡研究员,共同第一作者为彭健博士,伍登旭硕士和姜智文硕士。【背景介绍】在锂离子电池中,固-液界面的化学和电化学不稳定性对电池特性有重要影响,如充放电效率、能量效率、能量密度、功率密度、循环性、使用寿命、安全性和自放电。不稳定的固体电解质界面(SEI)和暴露的表面会消耗锂源,降低循环性能/放电效率,增加内阻,产生气体,并降低安全性。解决固-液界面的化学/电化学不稳定问题是电池有效运行的关键。因此,对界面问题的研究是锂离子电池基础研究的核心。为了稳定电极-电解质界面,研究人员通常对电极/电解质材料或电极/电解质表面进行改性,或在电解质中添加添加剂以形成更稳定的SEI层,以获得良好效果。硫化物固体电解质(SE)表现出与液体电解质相当/超过液体电解质的高离子传导性和理想的机械硬度。然而,硫化物SE和有机液体电极(LE)之间的固-液界面问题一直是一个难以克服的挑战,研究结果非常有限。如果这个界面问题能够得到很好的解决,硫化物SE的应用范围可以从全固态电池(ASSB)系统进一步扩大到半固态电池(SSSB)系统。例如,在锂硫(Li-S)电池系统中,硫化物SE被用来形成固-液混合电解质,可以有效防止锂-硫电池中的穿梭效应,进一步提高循环性能。此外,在这项工作和以前的相关工作中,硫化物SE被应用于液体金属锂(Li-BP-DME)电池。在这种新的电池配置中,带有PEO保护层的硫化物SE和Li-BP-DME溶液可以保持稳定和兼容的界面,从而提高循环稳定性。然而,深入的降解机制仍然是缺失的,没有得到理解。为了清楚准确地了解硫化物SE(Li7P3S11(LPS))-有机LEs(液态金属Li-BP-DME)电池的固-液界面的形成和演变机制,本工作利用各种先进的表征技术对界面进行了研究,如X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)等。此外,基于对界面的深入研究,有效地设计和控制了有机LE/硫化物SE界面。因此,在有机LE和硫化物SE之间的固-液界面相容性这一长期难题上取得了突破性进展。获得了多种化学/电化学稳定、高锂电导率、电子绝缘的与有机LEs(液态金属锂-BP-DME)和硫化物SEs(LPS)兼容的界面保护层,包括PEO-LiTFSI和β-Li3PS4/S界面层。对液态金属锂(Li-BP-DME)与保护层反应形成的SEI层进行了深入表征。此外,在使用两种界面保护层的硫化物SE(LPS)/界面保护层/有机LE(Li-BP-DME)对称电池中获得了长周期性能。在使用PEO-LiTFSI聚合物界面保护层的对称电池中,在循环1000小时后,阻抗和极化电压值仍然很小。同样,带有β-Li3PS4/S界面保护层的对称电池也可以稳定地循环1100h,而且阻抗很小。这些结果证明了两个界面保护层的有效性,它们可以长期稳定硫化物SE(LPS)和有机LE(Li-BP-DME)之间的固-液界面。这种稳定固-液界面的技术方法成功地解决了硫化物SE(LPS)-有机LE(Li-BP-DME)电池体系中界面副反应的关键问题。因此,"液态金属锂(Li-BP-DME)"可以提供优异的性能,如高安全性、优异的树枝状物抑制能力、低氧化还原电位0.2V-0.3V vs Li/Li+,以及室温下12mS cm-1的高电导率,并且电池系统可以长期安全循环。该技术方法为解决硫化物SE和有机LE的固-液界面相容性问题提供了宝贵的方法,对进一步提高锂电池的循环寿命和安全性具有重要的现实意义。 【核心内容】为了研究裸露的硫化物SE(Li7P3S11)和液体金属锂BP-DME之间的SEI,我们组装了Li1.5BP3DME10/LPS/Li1.5BP3DME10对称电池(图1a-1c)。有机LE与硫化物SE接触,形成固-液界面,如图1c所示。图1a显示了对称电池的电压曲线,显示了逐渐增加的过电位(从0.123V到2.45V)和不稳定的循环,在30℃下电流密度为0.127mA cm-2,持续200小时。对称电池的阻抗持续增加表明在界面上发生了副反应,硫化物SE(LPS)和有机LE(Li-BP-DME)之间的化学/电化学稳定性很差。这也可以从循环前后的LPS的XRD数据中得到证实(图1d)。循环后,LPS片材表面的特征峰几乎完全消失,表明LPS表面几乎完全反应或分解了。循环后裸露的硫化物SE的横截面和平视形态由SEM进行了表征。由于硫化物SE的面积比有机LE的面积大,LPS有两个区域。一个是暴露于Li-BP-DME的反应区,另一个是未暴露于Li-BP-DME的非反应区,如图1e所示。图1f-g显示了循环后的LPS片的SEM图像,它显示了LPS片的反应区和非反应区的细节。结果显示,许多界面侧面反应的产物堆积在反应区,而未反应区是光滑、平坦和密集的。图1g的EDS映射图见图1h。比较反应区和未反应区的C、O、P和S元素含量,未反应区的P和S元素含量明显高于反应区,而反应区的C和O元素含量则高于未反应区。这些结果表明,界面副反应导致了硫化物SE的分解,大量的有机物质在反应区积累。图1i-1j分别显示了非反应区、轻度反应区、轻度严重反应区和严重反应区的细节。与图1i中的非反应区相比,在从非反应区向反应区过渡的过程中,界面侧的反应程度逐渐加强。轻度反应区的反应物的形态特征是光滑的球形小颗粒堆积,而轻度反应区的反应物是小绒球状颗粒,有不连续的薄层和裂缝。那些在严重反应区的颗粒的特点是更多的颗粒堆积在一起,形成一个更厚的界面层,它是崎岖不平的,有许多孔隙。图1m-1p是LPS片界面的SEM和EDS图谱。图1n中严重反应区的横截面形态显示,反应后的LPS片变得松散,具有多层结构。这表明在LPS界面和内部发生了化学反应,产生了更多的反应产物。反应产物很大,导致固体电解质层之间出现断裂和撕裂。由于反应产物的离子传导能力比原来的LPS SE弱,而且整个电解质片的离子传导通道不均匀,对称电池的极化不断增加。图1o清楚地显示了一个蓬松的、较厚的SEI层,厚度约为1.5μm。图1o的EDS映射图显示在图1p。可以看出,SEI层中C和O元素的含量高于LPS片,而LPS片中P和S元素的含量则高于SEI层。这些结果表明,SEI层的成分中含有大量的有机物和部分无机物,导致其具有蓬松而非致密的特点,离子传导率低。 图2显示了Li7P3S11的XPS分析以及它们与液体金属锂的反应。P 2p光谱可分为131.4 eV和133.1 eV的两个峰,分别对应于P2S74-和PS43-物种。随着反应的加剧,P2S74-的峰面积比从散装Li7P3S11的61%下降到严重反应区的48%。这一现象的原因是在Li7P3S11的DME溶解产物中,P2S7相比PS4相更易溶解。P2S7相的逐渐溶解导致Li7P3S11电解液表面不断形成孔和裂缝,这与SEM的结果很一致。在块状Li7P3S11中,S 2p信号可由三种不同的硫物种描述,在161.3、162.0和163.4 eV处发现峰值,它们分别对应于P-S-Li、P=S和P-S-P硫物种。峰区产生的P-S-Li、P=S和P-S-P硫磺物种的比例约为7:3:1,与Li7P3S11结构模型的理论值非常吻合。在Li7P3S11的轻度和重度反应区,属于P2S7相的P-S-P的峰面积比下降,这也证实了P2S7相的溶解。此外,在严重反应区,159.9 eV的新峰被赋予Li2S,这源于Li7P3S11 SE与液体金属锂的反应。至于C 1s光谱,Li7P3S11中284.8和286.7 eV的信号分别对应于-(CH2)-键和-O-CH2-键,这归因于样品杂质(脂肪族、不定形碳)。以284.8 eV为中心的碳峰被用作参考峰。在轻度反应区,在288.6 eV处出现了另一个C 1s信号,它源于DME分解的-O=C-O-。在严重反应区,也检测到了来自碳酸盐物种(如Li2CO3和ROCO2Li)的-OCO2-(在289.6 eV)。Li7P3S11中的O 1s光谱由两个主要贡献描述。位于531.2和532.9 eV的峰值分别属于Li-O-(Li2O)和C-O-C。Li2O是另一种常见的相位杂质。在轻度反应区,发现来自酯类(-COOR)的C=O键(在532.4 eV)。在严重反应区,C=O(-COOR和-OCO2-)的峰面积比明显增加,这与上述C 1s光谱的分析一致。在Li 1s光谱中,55.4 eV的峰可以归属于Li-O(Li2O,LiOH,Li2CO3)或Li-S(Li-S-P,Li2S),这些材料的BEs非常接近,因此这里用一个宽峰来近似地拟合Li 1s光谱。为了进一步研究SEI,通过TOF-SIMS技术对循环后的LPS裸片进行了测量。补充图1显示了LPS表面的SEI带负电和正电的片段的质谱,其中包含了关于SEI带电片段的信息。质谱包含了大量的正负离子碎片,包括无机离子碎片离子碎片。无机物包括LiC(C-)、LiH(Li2H+)、Li2O(Li3O+)、多硫化锂LiSx(S-、S2-、S3-、Li2S+、Li3S+)、Li3P(P-)、Li3PO4(P-、PO2-、Li2PO2+)、Li2SO3或LiSxOy(SO-、S2O-、SO2、 Li2SO+,Li3SO+),LiOH(LiO2H2-),LiSH(SH-,Li2SH+),Li2CO3(Li3CO3+),一些硫化物的分解产物(PS-,PS2-,PS3-,PSO-,PS2O-),以及由一些杂质元素产生的LiF,LiCl。有机化合物包括烷氧基碳酸盐ROCO2Li(O-)、烷氧基亚硫酸盐ROSO2Li(SO-、S2O-、SO2-、Li2SO+、Li3SO+)、乙炔化合物(CH-、C2H-)、烷基化合物(CH3+)、非芳香族化合物硫醇RSH(SH-)、甲酸锂HCOOLi(CHO2-)、乙酰基锂HCCOLi(C2HO-)和其他有机化合物。C6H5+苯环离子的存在表明联苯的分解。虽然不同反应区(轻度反应区和重度反应区)的SEI形态特征不同(图1j-1l所示),但不同区域的离子碎片基本相同,而只有个别离子种类不同。例如,Li2S+(m/z=46)、Li2SO+(m/z=62)、Li3SO+(m/z=69)和Li2PO2+(m/z=77)无机离子碎片没有出现在严重反应区,而CH3OLi2+(m/z=45)、CH3O2+(m/z=47)和 C6H5+(m/z=77)有机离子碎片没有出现在温和反应区。这表明严重反应区的SEI层比轻微反应区的SEI层含有更多的有机产物,这样,严重反应区的SEI层的形态是由大量的有机物堆积形成的笨重而松散的结构。为了研究这些反应产物物种的空间分布,测量了负离子和正离子模式的映射图像,如图3a,图3b所示。从图3a中可以看出,C-、O-、CH-、C2H-、S-和SH-有机二次离子表现出相对较高的强度,而其他无机二次离子表现出相对较低的强度。这意味着SEI层的表面,即靠近有机LE的一侧,主要由有机物组成,而无机物的比例较少。图3b显示Li+二次离子的强度相对较高,说明在SEI形成过程中,锂源被部分消耗,SEI表层的有机产物含有大量的锂元素。根据LPS片在负离子和正离子模式下循环后的深度曲线(图3c-3f),无机离子片段(Sx-(S-,S2-,S3-),SxOy-(SO-,SO2-,S2O-),PSxOy-(PS-,PS2-,PS3-,PSO-),P-,PO2-,SH-、 LiO2H2-, LiS-, Li+, Li2+, Li2H+, Li2SH+, Li2OH+, Li3O+, Li3CO3+, LiSxOy+ (Li2S+, Li3S+, Li2SO+, Li3SO+), Li2PO2+) 随着分析深度的增加而增加、 而有机离子碎片(C-, O-, CH-, C2H-, CH2O-, CHO2-, CH3+, CH3O2-, C6H5+, CH3OLi2+)的强度随着深度的增加而降低,表明SEI是双层结构,外层和内层分别由有机和无机相组成。这与主流的SEI层模型和镶嵌模型中的双层模型是一致的(即SEI层由两层物质组成,靠近液态电解质的松散有机物和靠近金属锂的致密无机物)。从深度剖面曲线也可以确认SEI的厚度,大于166nm(10nm min-1 SiO2标准,1000s),比传统液态电解质金属锂电池的厚度(10~20nm)。从二次离子的三维分布(图3g),可以观察到二次离子随深度变化的趋势。二次离子的三维分布与图3c-3f中二次离子随深度变化的趋势一致。值得指出的是,硫化物SE (Li7P3S11)的分解产物(PS-, PS2-, PS3-, PSO-, PS2O-)的含量随深度增加,说明大量的硫化物SE (Li7P3S11)被分解,分解产物在硫化物SE附近的表面聚集。总之,裸露的硫化物SE和有机液体金属锂-BP-DME之间的界面层是一个松散的界面层,其中有机和无机产物是随机堆积的。松散的界面层没有形成一个薄而密的连续无机界面层来阻挡有机Li-BP-DME,而是让液态金属锂不断地通过这个界面层与硫化物SE发生反应,从而消耗了电池中的锂源,降低了电池的循环性能,导致电池的内阻增加,最终失效。 根据上述特征分析,由硫化物SE和有机LE Li-BP-DME反应形成的SEI不能稳定地兼容。因此,有必要设计出化学/电化学稳定、高锂导电性和电子绝缘性并与有机LE Li-BP-DME和硫化物SE兼容的人工SEI层。此文选择了四种可能适用于硫化物SE和液体有机阳极的界面层材料,包括LIPON、富含LiF的界面层、PEO-LiTFSI聚合物和β-Li3PS4/S(图4a-4d)。LIPON界面层的厚度为200纳米,通过磁控溅射在硫化物SE片上,如图4e所示。图4f显示了在固定电流为0.127 mA cm-2时,由Li7P3S11、Li-BP-DME和LIPON界面层组装的对称电池的电压曲线。对称电池显示出低的初始过电位(0.08V),但在循环200小时后电压迅速上升到0.68V。低的初始过电位表明在循环前有一个小的界面阻抗和良好的界面接触,但迅速增加的电压表明LIPON和Li-BP-DME之间有严重的反应。因此,LIPON界面层并没有起到稳定界面的作用。由LIPON和Li-BP-DME之间的反应产生的SEI不具有化学/电化学稳定性和高离子传导性,这样的LIPON界面层就不适合做界面保护。富含LiF的界面层是在Li7P3S11片材的表面原位形成的,实验过程见图4b。从界面层的照片(图4g)可以看出,界面层的厚度均匀性较差,界面层中出现了材料聚集的现象,部分区域出现了可观察到的白色材料聚集。带有富含LiF的界面层的Li7P3S11和Li-BP-DME溶液在0.127 mA cm-2的固定电流下被组装成一个对称电池。电压曲线如图4h所示,这与带有LIPON界面层的对称电池相似。稳定性差的循环200h后,极化电压从0.135V逐渐增加到1.3V,表明界面阻抗逐渐增加。这种界面层不能发挥兼容作用,因此不适合硫化物SE和液体电解质电池系统。PEO-LiTFSI聚合物具有良好的化学/电化学稳定性,可以作为硫化物SE和金属锂之间的界面层,起到良好的界面保护作用。因此,尝试将PEO-LiTFSI聚合物引入硫化物SE和液态金属负极体系中,具体制备过程见图4c。图4i所示为制备好的带有PEO界面层的Li7P3S11薄片,它被组装成一个对称电池。电压曲线如图4j所示。该对称电池在电流密度为0.127 mA cm-2的情况下稳定循环200h,极化电压0.115V几乎没有变化,表明PEO-LiTFSI聚合物和Li-BP-DME之间反应形成的SEI与硫化物SE Li7P3S11兼容。这种SEI具有良好的化学/电化学稳定性,在室温下具有高的Li+导电性,以及理想的电子绝缘性能。另一个有效的界面层是β-Li3PS4/S。该界面层的制备过程如图4d所示,它也是在原地生成的。图4k显示了制备好的带有β-Li3PS4/S的Li7P3S11片,它被用来组装对称电池。对称电池的电压曲线如图4l所示,显示了对称电池在电流密度为0.127 mA cm-2的情况下200h的稳定循环,以及几乎不变的0.075V的极化电压。因此,β-Li3PS4/S界面层适用于硫化物SE和液体电解质电池系统。总之,通过实验筛选,从四种可能的兼容界面层材料中选出了两种具有实际效果的界面层材料(即PEO-LiTFSI聚合物和β-Li3PS4/S)。为了获得具有最佳化学/电化学稳定性和Li+电导率的PEO-LiTFSI和β-Li3PS4/S界面保护层,对两种界面层的制备参数进行了详细研究。PEO界面层有两个关键参数,一个是界面层的厚度,另一个是界面层中锂盐LiTFSI的浓度。首先探讨了PEO界面层的最佳厚度,如图5a所示。探讨了两种LiTFSI浓度(EO/Li+=24和EO/Li+=8)的PEO界面层的不同厚度。通过在Li7P3S11片材上浸泡不同数量的PEO溶液来控制界面层的厚度,PEO溶液的浸泡量为20μL、30μL、40μL和50μL。具有不同厚度参数的界面层的Li7P3S11片被组装成对称的电池。结果表明,在两种锂盐浓度下,不同量的PEO溶液(或不同厚度)的PEO界面层,对称电池在稳定循环200h后,在0.127mA cm-2的电流密度和0.15V左右的小极化电压下表现出良好的循环性能。接下来,我们探讨了不同浓度的锂盐LiTFSI的界面层在相同厚度下的有效性(图5b)。在固定的PEO溶液体积(40μL)下,研究了不同锂盐浓度EO/Li+=120、62.5、30、24、12和8的界面层并组装成对称电池。结果表明,在电流密度为0.127 mA cm-2、极化电压为0.15V左右的小电流下,具有不同锂盐LiTFSI浓度的界面层的对称电池也显示出良好的循环稳定性(200小时)。对PEO界面层的两个最佳参数的探索实验表明,PEO-LiTFSI系统的界面层在实验探索的广泛参数范围内具有良好的有效性。依次探讨了β-Li3PS4/S界面层的最佳厚度参数(图5c)。β-Li3PS4/S界面层的厚度是通过控制硫化物SE Li7P3S11片在β-Li3PS4/S前驱体溶液中的提拉次数来调节的。提拉次数分别为2、4、6、8、10、20和40。可以看出,随着拉动时间增加到10,对称电池的稳定性明显提高,但提拉次数为20和40时,对称电池就失效了。提拉次数少于10次的对称电池失败是因为β-Li3PS4/S界面层的厚度很薄,与Li-BP-DME发生了反应。提拉次数为20次和40次的对称电池的失败原因是β-Li3PS4/S界面层太厚,在原位加热过程中出现裂纹现象(图6i-m)。因此,Li-BP-DME溶液渗透并与硫化物SE Li7P3S11反应,导致对称电池失效。因此,当提拉次数为10时,β-Li3PS4/S界面层的厚度参数是最佳的。极化电压0.08V几乎没有变化,界面阻抗也没有增加,说明这个参数的β-Li3PS4/S界面层是最有效的。经过一系列的表征分析,得到了裸Li7P3S11以及PEO-LiTFSI和-Li3PS4/S界面保护层的SEI信息,如图9a-9c所示。裸硫化物SE Li7P3S11的SEI结构(图9a)由两层组成。靠近有机LE Li-BP-DME的一侧是一个松散多孔的有机层,它是由Li-BP-DME的联苯和二甲醚分解形成的。这种可被液态金属锂渗透的SEI层包括一个相对密集的无机内层和一个富含有机物的外层。在Li7P3S11的一侧是一个无机松散层,其中分布着少量的有机物。因此,Li-BP-DME溶液可以穿透这层非致密的SEI,继续与硫化物SE反应,导致这个电池系统的失败。还得到了一个清晰的PEO-LiTFSI界面保护层的SEI结构(图9b)。这个SEI层由PEO框架组成,它与Li-BP-DME的化学性质稳定,其中存在大量的无机Li+导电成分(LiF, Li2CO3, Li2NO3, Li3P, Li2S, LiH, LiCx, Li2O, Li3PO4, Li2SO3, LiSH, LiOH)。这些无机成分相互合作,以提高Li+的导电性和阳极一侧的电子绝缘性。再加上少量的乙腈小分子和甲氟烷(CH2OF-)的作用,SEI层在室温下可以有效地传导Li+。图9c显示了β-Li3PS4/S界面保护层的SEI结构,它由两层组成,靠近Li-BP-DME的一层是溶解的β-Li3PS4/S。另一层是靠近硫化物SE Li7P3S11的密集的β-Li3PS4/S层。同时,一些无机锂导体Li2CO3、Li3PO4、LiF、Li2O、Li3P、LiSx、LiOH(Li2OH+)和LiSH相互配合,提高了Li+的导电性和阳极一侧的电子绝缘性。在明确了PEO-LiTFSI和β- Li3PS4/S界面层的机制后,组装了具有两个界面层的对称电池,以测试硫化物SE Li7P3S11对Li1.5BP3DME10阳极的界面稳定性。图10显示了Li-BP-DME//β-Li3PS4/S//Li7P3S11//β-Li3PS4/S//Li-BP-DME电池和Li-BP-DME//PEO//Li7P3S11//PEO//Li-BP-DME电池在固定电流为0.127 mA cm-2和面积容量为0.254 mAh cm-2的电压曲线。两种电池都表现出低的初始过电位(PEO和β-Li3PS4/S约为0.11V)。带有PEO界面层的电池可以稳定地循环约1000小时(电压上升到0.8V),而带有β-Li3PS4/S界面层的电池可以稳定地循环约1100小时(电压上升到0.2V)。与Li-BP-DME/裸露的LPS/Li-BP-DME对称电池相比,这些带有PEO和β-Li3PS4/S保护层的电池显示出更好的循环稳定性(~1000小时和~1100小时)。
  • LA-ICPMS和SIMS硫化物微量元素和硫同位素原位分析
    p style=" text-align: justify "   硫化物(特别是黄铁矿)可形成于各类地质环境中,在金属矿床的成矿早期一直延续到成矿后期。在观察原生硫化物及其在成岩后的变质作用、热液交代作用下生成的增生边、重结晶的次生硫化物时,通过光学显微镜和背散射图像,根据矿化、蚀变期次及矿物共生组合,可将不同结构的硫化物划分为不同期次的产物,再与LA-ICPMS硫化物原位微量元素点分析数据和面扫描图像相对应,就可知悉不同期次的硫化物各自的地球化学特征,即硫化物的地球化学分带性,这对研究沉积作用、变质作用、岩浆作用、热液交代作用如何影响硫化物中微量元素(例如Au元素)的富集行为至关重要。 /p p style=" text-align: justify "   对于金矿床来说,通过研究硫化物中不同微量元素与Au富集行为的耦合程度,有助于探讨Au在硫化物中的赋存形式及Au在硫化物晶体中的置换反应。藉由LA-ICPMS点分析的时间分辨(time-resolved)信号谱图,还可以获得硫化物样品在同一位置不同深度上的元素丰度分布,进一步讨论Au在硫化物中的赋存状态。 /p p style=" text-align: justify "   微量元素在硫化物中主要有三种赋存形式: /p p style=" text-align: justify "   (1)以固溶体的形式赋存在硫化物晶格中,不可见 /p p style=" text-align: justify "   (2)纳米级的矿物包裹体(包裹体直径& lt 0-1μm,如自然金或硫化物Fe-As-Sb-Pb-Ni-Au-S),不可见 /p p style=" text-align: justify "   (3)微米级的矿物包裹体,可见。 /p p style=" text-align: justify "   值得注意的是,这里的“可见”与“不可见”是相对于1930年的显微镜观测水平界定的,“不可见金” /p p style=" text-align: justify "   这一表述最早是由Bü rg在1930年使用的。通过高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)和高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM),直径数十纳米级的矿物包裹体现在已经可以被直接观测。若微量元素以固溶体形式赋存在硫化物晶格中,原来硫化物的晶格将被扭曲变形,通过特定区域的电子衍射谱图(SAED)可以直接观测晶格是否发生扭曲。 /p p style=" text-align: center " img title=" 640.webp.jpg" alt=" 640.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/d7a67cbc-2c52-40d4-805a-59ef459693bd.jpg" / /p p style=" text-align: center "   俄罗斯某金矿 层状黄铁矿-石英脉中赋存的黄铁矿核部LA-ICPMS时间分辨输出信号谱图 /p p style=" text-align: justify "   在LA-ICPMS的时间分辨信号谱图上,若某微量元素的信号强度随剥蚀时间的增加而保持平缓或近似平缓,显示束斑剥蚀的纵深线上成分保持均匀性,一般认为该元素可能以固溶体的形式赋存在晶格中 抑或以微米级的硫化物包裹体存在,包裹体中该元素总量少于LA-ICPMS的检测限,信号也不会随时间发生大的波动。 /p p style=" text-align: justify "   若某微量元素的信号强度随剥蚀时间的增加而出现峰值,则指示着富含该元素的微米级矿物包裹体的存在。Large et al. (2007)采用这种方法确定了微米级的富含Bi-Ag-Au-Te的方铅矿包裹体(图)和富含Au-Te-Ag矿物包裹体(图4b)的存在。这种方法的缺点是不能区分微量元素在硫化物中上述第(1)和第(2)种赋存方式。尽管如此,该方法现被广泛应用于Au在硫化物中的赋存形式的判断。 /p p style=" text-align: justify "   节选自:范宏瑞等. 2018. LA-(MC)-ICPMS和(Nano)SIMS硫化物微量元素和硫同位素原位分析与矿床形成的精细过程. 岩石学报, 34(12): 3479-3496 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 附件: /p p style=" line-height: 16px " img style=" margin-right: 2px vertical-align: middle " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a title=" www.cn-ki.net_LA-(MC)-ICPMS和(Nano)SIMS硫化物微量元素和硫同位素原位分析与矿床形成的精细过程.pdf" style=" color: rgb(0, 102, 204) font-size: 12px " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201901/attachment/c92b9c13-20c7-4160-b0e4-a9dd0b888c02.pdf" www.cn-ki.net_LA-(MC)-ICPMS和(Nano)SIMS硫化物微量元素和硫同位素原位分析与矿床形成的精细过程.pdf /a /p p & nbsp /p
  • 对话欧洲石油巨头TOTAL | 岛津新一代硫化学发光检测器 SCD-2030助力石油化工中硫化物可靠性分析
    内容概要 Nexis™ SCD-2030是岛津为解决实验室需求而开发出的新一代硫化学发光检测系统。其卓越的高灵敏度与稳定性、易维护性以及行业首创的自动化功能,显著提升实验室工作效率。 欧洲石油巨头道达尔公司(以下简称:TOTAL)与岛津欧洲公司(以下简称:SHIMADZU)目前在石油化工领域开展深度合作,其研发部门Giusti博士和Piparo博士使用硫化学发光检测器Nexis™ SCD-2030开展油品中硫化物的痕量分析研究并取得不错的成果。 岛津欧洲创新中心采访了道达尔研发部门的Giusti博士和Piparo博士,针对在使用Nexis™ SCD-2030期间:硫化学发光检测器解决了哪些问题?生物燃料未来将面临哪些挑战?双方未来将在哪些方面开展深入合作等话题进行了专访… … SHIMADZU:Giusti博士,感谢百忙之中接受这次采访。首先,请您介绍下您团队的研究方向及目前已取得的成果。道尔达研发部门的Pierre Giusti博士(左)和Marco Piparo博士(右) TOTAL:谢谢岛津公司提供这次交流机会。Piparo博士和我所属道达尔公司研发&分析部门,工作最大的聚焦点在提供最新分析工具,主要是仪器和方法。部门始终的要求是不断寻找和评价具有实用性的分析技术,适用于日程或未来的工作需求。关于实用性这点,对我们而言,最真实的需求是将研发部门建立的稳定可靠的分析方法,成功地转移到质控部门,无论分析人员的技术是否熟练,均可获得稳定的检测结果。我们部门也会提供技术指导和支持对于公司其他部门。我们时刻面临诸多挑战,例如:生物燃料的开发及使用,塑料制品的回收与再生利用等问题。 SHIMADZU:为何考虑在这方面开展研究工作? TOTAL:能源市场由于全球气候问题,技术发展以及社会因素在不断变化,能源行业正处于巨变前沿。我们的研究工作主要改善并提升石油传统分析方法,同时建立全新油品、石油燃料、聚合物的分子指纹图谱,成为全球能源市场的重要参与者。最终实现2050年二氧化碳的净零排放量这一社会目标,普及低二氧化碳排放量燃料的使用,减少对石油燃料的依赖。 SHIMADZU:关于目前开展的合作项目,为什么考虑岛津公司作为合作伙伴呢? TOTAL:我们研发部门通常会开展多个项目,而每个项目需要创新和好的想法,这需要有合作伙伴共同实现。不仅如此,仪器厂商还需要愿意倾听我们用户的真实需求和问题,持续不断地从客户角度出发,关注开发用户所需求的产品和技术,岛津公司符合以上预期和要求。在此情况下,双方开展项目合作,以及计划共同开发含氧化合物的专属分析系统并申请专利。 道达尔公司研发人员与岛津应用专家交流探讨 SHIMADZU:岛津仪器在项目中解决了哪些问题? TOTAL:岛津公司一直提供多种先进的仪器和分析方法,对我们日常研发工作起到很大的帮助。其中硫化学发光检测器(SCD),采用全新技术开发的产品,使我们可以在复杂基质中,准确地检测到痕量硫化物。同时岛津质谱仪在使用高速扫描模式采集数据时,没有发生质谱歧视或灵敏度大幅下降的情况发生,以上仪器特点对我们日常工作非常重要。此外,这么多年使用岛津仪器的感受,产品非常皮实耐用,稳定性也非常好,确保日常分析结果的准确、可靠。 岛津全新硫化学发光检测器Nexis™ SCD-2030 Piparo博士提到之前使用SCD-2030检测器分析柴油中硫化物的应用案例。为了考察检测器的选择性、重现性和等摩尔浓度,采用脱硫柴油基质,加入七种与柴油相关的不同含硫化合物(分别为硫化物、硫醇和噻吩),目标硫化物的S添加浓度为下表。 通过实验结果发现在S的最低浓度点,所有加标样品的面积重现性均低于4%(n=6);回收率为92%~106%(n=3)。“SCD-2030能够有效避免油品中复杂基质的干扰,实现硫化物的高灵敏和高选择性检测,可获得良好的重现性和回收率。” Giusti博士补充道。 最低浓度点Level1的七种硫化物的色谱图(S: 1 to 4mg/L) SHIMADZU:最后,谈谈未来的合作方式及合作方向? TOTAL:基于iC2MC实验室,希望未来双方可以建立一个项目推进讨论平台,与岛津研发人员定期进行项目探讨,开展头脑风暴等,交流最前沿的元素分析,质谱分析技术,色谱分离等不同分析技术。此外,计划两年内,开发出用于生物燃料研究的专属含氧化合物的分析系统。该系统将结合岛津的气相色谱技术以及道达尔公司的技术,以及法国波城大学和西班牙奥维耶多大学的联合研究成果,为推动生物燃料的开发、生产改善做出贡献。 *iC2MC(https://ic2mc.cnrs.fr/) 道达尔研发人员与岛津欧洲创新中心经理平冈合影 参考文献:(1) R. L. Tanner, J. Forrest, L. Newman, “Determination of atmospheric gaseous and particulate sulfur compounds. [Atmospheric SO2 sampling, calibration, and data processing],” Brookhaven National Laboratory, Upton, NY, USA, Tech. Rep. BNL-23103. Jan. 1977.(2) X. Yan, “Unique selective detectors for gas chromatography: Nitrogen and sulfur chemiluminescence detectors,” J. Sep. Sci., vol. 29, pp. 1931-1945, Jun. 2006.(3) Y. Nagao, ”Reliable Sulfur Compounds Analysis in Diesel using Sulfur Chemiluminescence Detector Nexis SCD-2030,” Shimadzu Application News.
  • 中国科大全固态电池新突破 硫化物电解质成本降92%
    中国科学技术大学马骋教授团队开发了一种用于全固态电池的新型硫化物固态电解质,其原材料成本仅14.42美元每公斤,不到其它硫化物固态电解质原材料成本的8%。该成果近日发表在国际著名学术期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。全固态电池有望克服锂离子电池难以兼顾续航和安全性的瓶颈,从而突破目前电池技术的玻璃天花板。固态电解质是成功构筑全固态电池的关键,性能优异的硫化物则被普遍认为最有希望实现全固态电池的实际应用。“日本丰田、韩国三星等知名企业,都在过去的十几年内对此类材料进行了大量的研发投入。”马骋说,但硫化物固态电解质的成本普遍超过195美元每公斤,远高于实现商业化所需要的50美元每公斤。这一问题的根源,在于硫化物固态电解质的合成需要使用大量昂贵的硫化锂(不低于650美元每公斤)。在此次研究中,马骋开发了一种不以硫化锂作为原料的硫化物固态电解质——氧硫化磷锂,该原材料成本仅14.42美元每公斤,具有很强的成本竞争力。据介绍,氧硫化磷锂保留了硫化物固态电解质独特优势。它和锂金属组成的对称电池能实现4200小时以上的室温稳定循环,而它和硅负极、高镍三元正极组成的全固态软包电池,在60℃下循环200次后,仍具有89.29%的容量保持率。马骋说:“我们的工作表明硫化物固态电解质的成本问题并非无解。氧硫化磷锂作为一种新材料,在性能上仍有望实现进一步提升,我们也在为此继续努力。”
  • 福建物构所等调控局域电子结构实现稀土掺杂双钙钛矿高效近红外发
    近年来,无铅金属卤化物双钙钛矿Cs2Na(Ag)InCl6材料因组份易调控、合成简便及毒性低等特性,而备受关注,在照明显示、光电探测及光伏等领域表现出广阔的应用潜力。目前,该材料的研究主要局限在可见光波段,近红外(NIR)波段存在发光效率低的瓶颈,制约进一步的应用开发。   针对此问题,中国科学院福建物质结构研究所和闽都创新实验室研究员陈学元课题组,通过在Cs2NaInCl6中引入稀土离子Yb3+和Er3+作为近红外发光中心,实现高效近红外发光(图1)。   Cs2NaInCl6:Yb3+的最佳量子产率为39.4%,相比Cs2AgInCl6:Yb3+ 材料提升了142.2倍。科研团队通过第一性原理计算和Bader电荷分析,对比研究了Cs2NaInCl6:Yb3+和Cs2AgInCl6:Yb3+两种材料的局域电子结构(图2)。Bader电荷分析是一种通过将材料的总电荷分解到原子电荷,得到原子周围电子数,进而计算出原子化合价的方法。该方法应用于材料的电荷特性分析,判断材料内电荷传输过程。研究表明,Cs2NaInCl6:Yb3+中Na+离子的强离子性使其几乎完全电离,导致相邻的[YbCl6]八面体电荷显著局域化,促进了Cl--Yb3+的荷移跃迁。而Cs2AgInCl6:Yb3+中的Ag+由于强共价性形成Ag-Cl共价键,使相邻的[YbCl6]八面体中Cl-的电子波函数向Ag+离域,导致Cl-与Yb3+波函数交叠减小,从而抑制了Cl--Yb3+荷移跃迁过程。   该研究利用温度依赖的稳态和瞬态荧光光谱等手段,观察到Cs2NaInCl6:Yb3+中Yb3+的激发峰相对于基质自限激子的激发峰存在明显偏移(图3)。在低温下,Cs2NaInCl6:Yb3+通过紫外激发,在近紫外-可见光区观察到两个发射峰,波数差约为9766 cm-1,对应于荷移跃迁带(CTB)→ 2F7/2和2F5/2跃迁。以上证据证实了在Cs2NaInCl6:Yb3+中的高效近红外发射来源于其独特的Cl--Yb3+荷移跃迁敏化过程。   科研团队通过共掺其他近红外发光离子如Er3+,实现了Cl--Yb3+荷移跃迁敏化的Er3+离子1540 nm处的近红外发射(图4)。相比于Cs2NaInCl6:Yb3+/Er3+中常规的自限激子敏化,其发射强度增强了1510.2倍,最佳量子产率为7.9%。   该研究为实现高效的稀土掺杂近红外发光无铅金属卤化物双钙钛矿开辟了新途径,有望应用于近红外光通讯、发光二极管和夜视成像等领域。相关研究成果发表在《先进科学》(Advanced Science)上。研究工作得到中科院创新团队国际合作伙伴计划和国家自然科学基金等的支持。图1.Cs2NaInCl6:Ln3+ (Ln = Yb和Er)双钙钛矿高效近红外发光及发光机理示意图。图2.(a)Cs2AgInCl6:Yb3+的Bader电荷分析,(b)电子局域密度和(c)结构示意图;(d) Cs2NaInCl6:Yb3+的Bader电荷分析,(e)电子局域密度和(f)结构示意图。图3.温度依赖的Cs2NaInCl6基质的(a)激发光谱和(b)发射光谱;温度依赖的Cs2NaInCl6:Yb3+的(c)激发光谱和(d)发射光谱;(e)10 K下,Cs2NaInCl6:Yb3+的发射光谱;(f)在Cs2NaInCl6材料中,Yb3+离子的电子跃迁示意图。图4.不同浓度Yb3+和Er3+掺杂的Cs2NaInCl6 的(a)激发谱和(b)发射谱;Cs2NaInCl6:6.9%Yb3+/Er3+在不同Er3+掺杂浓度下,(c)Yb3+和Er3+的积分发射强度,以及(d)994 nm和(e)1540 nm发射处的荧光寿命;(f)Cs2NaInCl6:Yb3+/Er3+中的能量传递示意图。
  • 味精里掺杂盐和硫酸镁 谷氨酸钠严重不达标
    味精颗粒   杂味的味精   小王是个挺较真的人。最近他和朋友到一家饭馆吃饭,觉得菜比往常咸了很多。服务员解释说可能是味精放多了。服务员的这番解释让小王感到非常奇怪,菜炒咸了,跟味精有什么关系呢?较真的小王回到家就上网查了起来。   小王:在网上了解会往里边掺加一些盐、糖或者是淀粉其它一些东西。   小王在网上查询后了解到,味精,学名“谷氨酸钠”,成品为白色柱状晶体,可以增加食物的鲜度,不应该有咸味。同时,小王还发现,有很多网友爆料说,味精里其实并不全是“谷氨酸钠”。真得是这样吗?为了了解更多,小王又到市场走了一圈,发现了一些他以前不知道的事。   小王:我到市场以后,通过跟商户交谈,商户就跟我说这味精里边,它的谷氨酸钠的含量都不够,里边它本身就是,往里边掺很多东西。   “炒菜不用放盐了”   小王打听到,这些大包装的袋装味精虽然都标注了谷氨酸钠大于等于99%,但是里面却并非都是纯粹的谷氨酸钠,那都加了什么呢?按照小王提供的信息,记者走访了青岛市的两个批发市场。   在青岛市抚顺路蔬菜副食品批发市场里有数十个批发调味料的摊位,每家都有几种牌子的味精在卖。记者在市场里看到,这里销售的味精有三种,无盐味精、加盐味精和增鲜味精,三种味精当中的谷氨酸钠含量也各不相同。摊主告诉记者,这种2.5公斤装的“无盐味精”,谷氨酸钠含量能达到99%以上,销量最好。   记者:这种一般你一个月能走多少?(好了能走200袋,不好能走150袋。)   商户:这一个月我光在这个地方就十几吨吧。   商户告诉记者,这种2.5公斤装的味精,普通家庭并不常用,主要供应酒店、饭馆等一些餐饮机构。   商户:这个货就可以呀,一般酒店用都用这种。   商户:基本都是川菜馆。   商户:饭店都吃。   商户:反正就是周边这几个饭店,还有学校,那些大学,大学那一要就一大包。   记者在市场上发现,虽然都是2.5公斤装的无盐味精,可是价格却不同,从十八九元到二十八九元不等,一袋味精的价格竟然能相差近十元钱,这是为什么呢?   商户:你去检验去吧,里边全是盐,你不用看,都是一个厂家的,你不信拿着上工商吧,你这两袋都拿着,你去检验去吧,我给你出钱不要紧。   味精里加盐?这不是无盐味精吗?怎么会加盐呢?怕记者不信,商铺老板还认真地指给记者看,袋子里一粒粒的细碎的小颗粒,老板说那就是盐了。   商户:看见没有?这都是盐,你看盐的晶体,炒菜不用放盐了呗,这个绝对不用放盐。   果然,这种售价为22元标称为谷氨酸钠含量99%以上的无盐味精里除了针状的结晶外,还有一些圆形的小颗粒,跟味精的的形状完全不同,尝起来咸咸的。   这位经营者说,加盐是为了降低生产成本,盐掺得越多,自然厂家赚得也就越多。   商户:这个五斤味精里边掺上半斤盐,(半斤盐差多少钱?)它那五元多钱一斤一下子成了多少?一下减了三四元,你掺上一斤呢,好味精的话五斤掺上一斤盐没问题的,绝对没问题。   包装是一回事实际含量是另一回事   记者走访发现,其实,往无盐味精里掺盐在市场上已经是个公开的秘密了。在青岛市城阳蔬菜调味品交易批发市场,一些经营者告诉记者,因为味精里掺了大量的盐,所以,一些饭馆里的厨师炒菜根本不再放盐,只放味精就行了。而且,很多杂牌味精都是买了别家的纯谷氨酸钠味精自己再勾兑包装后出售的。   商户:等于就是说这些味精,全是买它家的味精作原料,然后勾兑的,再做成的味精,就它家是原料。   商户:(一般都加啥呀?)加盐加糖和淀粉,(那不能看出来吗?)你要是亮度不好的话,发黑的话里边就加了,盐它根本就不像味精那么亮,加上盐它没那么亮。   虽然在外包装上标注的,都是谷氨酸钠含量达99%以上的无盐味精,但商户们心里很清楚,包装上标的是一回事,里面实际含量又是另一回事。关键还要看价格。   商户:我说要是便宜的你就算呗,肯定是加盐加的就多,越便宜加盐越多,没听懂啊?盐便宜,盐才一元来钱一斤。   商户:6.5元一斤,盐才几角钱一斤,这不就钱出来了。   记者在市场上还了解到,由于近一段时间市场加强了管理,工商部门要求产品都要由厂家提供检验合格证书才能销售,所以许多味精厂把过去的产品包装换掉了,本来是标称99%的谷氨酸钠味精,现在都标成了80%。   发苦的味精   其实味精掺假,不仅仅局限在加盐上,还有其它的东西!因为味精颗粒有大小之分,而盐和淀粉的颗粒比较细,所以厂家一般会掺到小颗粒的味精里。那么大颗粒的味精里又会掺些什么东西呢?   记者购买了一些元味苑牌的无盐味精,它标称谷氨酸钠达到99%以上。但记者打开包装后发现,里有一些形状与味精相似的结晶体,个头要比味精的颗粒大些,尝起来有一点苦涩的味道。随后,记者在青岛建航牌的无盐味精中也发现了这种味道发苦的大个晶体。   小王:有的味精颗粒比较小,里边会掺加一些盐、糖,这都能看出来,还有一些颗粒比较大的,长粒的跟味精很相似的一种味精,但是颜色上不一样,用嘴一尝呢,它略微有种发苦的味道,跟味精的味道是不一样的,所以我就怀疑我说这种是什么东西。   这个形状跟味精相似,味道却大不一样的晶体到底是什么呢?除了盐、糖以外,味精里还加了其它的东西吗?   这袋名为元味苑的味精,是由青岛知味居味精有限公司生产的,记者按照包装上的厂址找了过去。但到了村口打听了很久,也没人听说过有家味精厂,几经周折,记者终于在一个深深的胡同当中,发现了一栋有厂房的大院,但院门口却没有挂任何的名牌和标志。村民们告诉记者,这里就是知味居味精厂。   村民:它家一直就是味精厂。   这个神秘的知味居味精厂位置并不显眼,也不挂任何厂牌,工作人员也很是神秘,不知道它们生产的东西到底加了什么。   添加物不止是盐、淀粉、石膏   记者又来到了一家生产“六合香”味精的厂家,这里的销售人员给记者讲述了一些业内的秘密。   销售人员:因为假的比较多,以次充好的比较多,非常乱,(味精能假到哪去?)加东西嘛,主要是盐,也有加其它的东西,包括最厉害的是在市场上出现的,加乱七八糟不能吃的东西,包括食品添加剂里边的东西。   这位销售员对味精里添加的不能吃的东西欲言又止,接着,他又给我们拿出了一盒他们自己从市场上搜集来的其它厂的掺假味精,并告诉我们,这些产品不论标称谷氨酸钠含量是99%,还是80%,基本上都没有达标。   销售员:(谷氨酸钠百分之八十这个能达到多少?)达到七十四点几吧,百分之七十五吧。   销售员说,别看只比标准低几个点,利润就是这样省出来的。   销售员:它的含量低五个点,每低一个点的味精,它加上盐之后,就得省八十元钱一吨,一个点,你说它差这五个点,它说八十的,给你的是七十五的,那五个点就等于说是四百元钱,这个它还是合算的,一样的钱它多赚四百元钱。   这位销售人员告诉我们,除非他们这些专业人士,不然一般人是看不出来味精里到底有没有掺假。   销售人员:这个里边道道很多,小商贩它越小,猫腻越多,往里边加了很多东西,(都加什么呀?)不好说,有一些业内的一些东西呀,不太想透露,就是对这个行业不好。   在记者的一再追问下,销售员打开了电脑,给记者查起了网页。我们看到了盐、淀粉、石膏等这些添加物。   销售人员:还有厉害的。   除了盐、淀粉、石膏外,还有更厉害的添加物,到底是什么呢?销售人员给记者打开了一个名为味精状硫酸镁的图片。   销售人员:这个就是味精状硫酸镁,一模一样啊,所以说你刚才看那个晶体或怎么样,你根本看不出来是吧,(你发现过有人加了吗?)我发现过。   据这位销售员说,某些小企业,会往味精中添加一种名为味精状硫酸镁的东西。那么,记者和小王在味精中发现的这些针状晶体就是味精状硫酸镁吗?   打破砂锅问到底,小王把自己买到的这种元味苑味精,拿到了当地的通标标准技术服务有限公司进行了检测。国家标准中,没有关于“硫酸镁“的检验方法。因此,检测单位对硫酸根和镁分别进行了检测,结果是,样品中谷氨酸钠的含量只有69.2%,与标称的99%相差30%,每100克味精中,镁的含量达到了2.3毫克。   五、六百元的硫酸镁不可能是食品级的   这些镁是怎么进入味精的呢,记者在网上搜索了一些生产味精状硫酸镁的厂家,它们大都宣称这是味精专用添加剂,记者给其中一些厂打了电话。   记者:味精状的,(你要要,最便宜495一吨),有没有味精厂用过你这个东西?(有,有用过的,他们回去还得掺别的东西。)   记者:你那有硫酸镁吗?(有,550元每吨),供没供过味精厂?(味精厂,多,差不多味精厂都用这个,有的味精厂大点的,一个月差不多七八十吨。)   记者共打了近十个厂家的电话,其中有五六家说自己给味精厂提供过硫酸镁,但一位生产食品级硫酸镁的厂家销售员却说,五、六百元的硫酸镁不可能是食品级的,是不能食用的。   销售员:我觉得500元不可能是食品级的,一到食品级它就不一样了,就比较差的食品级,也得一两千元了,应该就差在,它的卫生各个方面不达标,就是重金属,还有各个细菌,大肠杆菌之类的,还有重金属类的都会超标。   味精的国家标准中要求,谷氨酸钠味精中,谷氨酸钠的含量要达到99%,那么,记者发现的那两种有杂质的味精是否能达到这个标准呢?它里面到底添加了什么呢?   记者在批发市场上购买了两个品牌的无盐味精,分别是青岛市知味居有限公司生产的元味苑牌味精,和青岛建航味精有限公司生产的建航牌味精。两袋味精都标称自己的谷氨酸钠含量为99%,记者把这两袋味精送到了北京市理化分析测试中心进行了检测。   结果显示,元味苑牌味精的谷氨酸钠含量只有70.9%,与99%的要求相差近30%,味精中硫酸盐的含量超出了国家标准,大于0.05%,而且,镁的含量达到了每公斤102毫克。   建航牌味精的谷氨酸钠含量只有63.8%与标准要求相差35%左右,同样,它的硫酸盐含量也大于0.05%,镁含量甚至达到了每公斤143毫克。
  • Adv. Funct. Mater. 北理工张加涛课题组:首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用 | 前沿用户报道
    供稿:白冰成果简介2021年4月,北京理工大学张加涛教授课题组在国际顶级材料学期刊 Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202100286,IF=16.836) 发表了题为Dopant Diffusion Equilibrium Overcoming Impurity Loss of Doped QDs for Multimode Anti-Counterfeiting and Encryption 的论文,利用杂质扩散平衡策略首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用。半导体之所以能被广泛应用在光电产品世界中,凭借的就是在其晶格中植入杂质改变其电性,调控半导体纳米晶体的光、电、磁性质,实现高效率发光器件、太阳能电池、自旋电子器件等新型光电子器件的应用。Cu+作为一种通用的掺杂杂质,可以用来调控半导体纳米晶的光电性质。但是在掺杂纳米晶高温外延生长钝化层的过程中,Cu+杂质容易向外扩散,容易造成掺杂失效,阻碍了掺杂纳米晶的进一步应用。要实现半导体纳米晶的广泛应用,必须解决掺杂问题。北京理工大学张加涛教授课题组发展了一种新型的杂质扩散平衡策略,向Cu+掺杂CdSe纳米晶溶液中引入额外的Cu+,在纳米晶内外部杂质离子扩散平衡的条件下进行表面钝化层的高温外延生长。该策略成功制备出Cu 掺杂CdSe@CdS(CdSe:Cu@CdS)核壳纳米晶。只具有本征荧光的CdSe@CdS和同时具有微弱本征荧光和强近红外荧光的CdSe:Cu@CdS纳米晶分别记录了干扰信息和关键信息,且这两种信息在肉眼下无法被明显分辨;而关键信息的近红外荧光则可以通过普通商业手机摄像头和滤光片(截止边800 nm)的组合轻松获取,首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用。图文导读通常直接在Cu+掺杂CdSe纳米晶表面外延生长钝化壳层容易造成杂质Cu+向外部扩散,导致掺杂失效,阻碍了掺杂纳米晶的进一步应用。北京理工大学张加涛课题组向溶液中引入额外的Cu+,溶液中的Cu+与纳米晶内部的杂质Cu+形成扩散平衡,该扩散平衡在高温下阻碍了纳米晶内部的Cu+向外扩散,最终在CdSe@CdS核壳纳米晶内部形成了有效的Cu+掺杂,保持了Cu+掺杂核壳纳米晶的近红外掺杂荧光。图1 杂质扩散平衡策略示意图和防伪/保密应用图2 CdSe:Cu和CdSe:Cu@CdS纳米晶的形貌、光学和结构表征图3 近红外荧光防伪和保密图案在多种商业手机中的成像效果Cu+掺杂CdSe纳米晶拥有一个较宽的掺杂荧光发射峰,该峰覆盖了可见光区和近红外光区(700 nm-1100 nm),在此范围内使用常规的荧光光谱仪无法获得连续且完整的荧光光谱数据。HORIBA Duetta 荧光光谱仪装备了CCD检测器,可以连续地获取从250 nm 到1100 nm 范围内的荧光光谱信息,为探索材料的新结构、新性能和新应用提供了有力的帮助。Duetta 荧光及吸收光谱仪如果您对上述产品感兴趣,欢迎扫描二维码留言,我们的工程师将会及时为您答疑解惑。总结展望现阶段基于可见荧光的防伪手段面临着易被破解的风险。基于不可见近红外荧光的防伪/保密应用明显地提高了破解的难度,拥有更高的信息安全性。常用的手机摄像头可以有效地捕获近红外荧光,降低了这种基于不可见近红外荧光防伪/保密应用的门槛,有望取代现有的可见荧光防伪/保密模式,实现大规模应用。文献信息Dopant Diffusion Equilibrium Overcoming Impurity Loss of Doped QDs for Multimode Anti-Counterfeiting and Encryption文章署名作者:Bing Bai, Meng Xu, Jianzhong Li, Shuping Zhang, Chen Qiao, Jiajia Liu, Jiatao Zhang扫码查看文献张加涛教授简介张加涛教授现任北京理工大学化学与化工学院院长、北京理工大学首位徐特立特聘教授,英国皇家化学会会士、国家自然科学基金委优秀青年基金获得者、国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)杰出奖 获得者。以第一作者或通讯作者在 Nature、Science、Nature Nanotech、Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Mater. 等期刊发表 SCI 论文 50 余篇,他引 2800 余次。
  • 兰州化物所开发出氮掺杂多孔石墨烯制备新方法并用于稀土分离
    近日,中国科学院兰州化学物理研究所手性分离与微纳分析课题组开发出一种多重限域的一步可控合成掺杂方法,制备出对稀土离子具有高分离选择性的氮掺杂纳孔石墨烯膜(专利申请号:CN 202010861481.0)。该研究在吸附了苯丙氨酸的氧化石墨烯膜的二维层间空间限域生长层状锌类水滑石,从而构建类水滑石/苯丙氨酸/氧化石墨烯三明治型复合材料。由于锌类水滑石层间夹层可作为密闭反应器,通过限域燃烧,可将苯丙氨酸中的氮原子掺杂到石墨烯晶格中。同时,形成的多孔锌类水滑石可作为模板,通过孔区域内限域燃烧在氧化石墨烯上蚀刻出孔径可控的纳米孔(图1)。  科研人员将获得的氮掺杂纳孔石墨烯(图2)制备成膜用于稀土元素的分离,获得了良好的分离选择性,最高膜分离因子达到3.7。理论模拟表明,氮掺杂纳孔石墨烯中的吡咯氮原子,在稀土离子的选择性分离过程中起到主要作用。该制备方法简单高效、膜分离稳定性优异。该研究不仅为杂原子掺杂纳孔石墨烯材料的制备开辟了新途径,而且为实现稀土离子的高选择性膜分离提供了新思路,具有潜在的工业应用前景。相关研究成果发表在Cell Press旗下综合类子刊iScience上,博士生谭洪鑫为论文第一作者,研究员李湛和邱洪灯为论文共同通讯作者。  此外,研究人员在自主研发的纳孔石墨烯/氧化锌纳米复合材料的基础上,利用固相合成策略,使均苯三甲酸与纳孔石墨烯表面的氧化锌纳米颗粒直接反应,原位绿色合成出纳孔石墨烯/MOF复合纳米材料,并发现该材料适合于水溶液中稀土离子的选择性固相吸附分离,该研究成果发表在Analytical Chemistry上。  研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院和甘肃省人才计划项目的支持。 图1.多重限域策略可控合成氮掺杂纳孔石墨烯示意图 图2.氮掺杂纳孔石墨烯表征图
  • 优肯2015年新品硫化仪
    优肯新品——无转子硫化仪亮相橡胶轮胎展导语:随着近几年汽车、铁路的快速发展,汽车零配件及铁路检测需求不断增加,为应对不同系统的测试,优肯推出了符合市场需求的检测产品。在2015年中国(广饶)国际橡胶轮胎展上,优肯科技股份有限公司研发部经理黄照洋先生接受了中国化工仪器网的采访,为我们揭开了这款新产品的神秘面纱。优肯科技股份有限公司1986年成立于台北市,唯一一家仪器制造厂,进驻台湾科学工业园区,专业生产硫变机、粘度仪等橡胶检测仪器。至1999年,客户已遍布台湾、东南亚、西班牙等地。致力提升技术,产品项目也为之扩增,成功地开发了欧美及中东等市场。为了满足不断变化的市场需求,2015年中国(广饶)国际橡胶轮胎展上,优肯公司展出了一款贴近用户的新产品【无转子硫化仪】,优肯公司研发部经理黄照洋先生在采访中为我们揭开了这款新产品的神秘面纱。新产品“惊艳"亮相据黄经理介绍,优肯所有的产品都是自主研发,公司设有专业研发团队,包含了机械设计、机电整合、软体编辑以及机构外观设计等。因此,这款无转子硫化仪在研发设计上有着很多的独特之处。据悉,这款产品在机台的刚性上做了大幅提高,能够减少测试的误差,可将结果准确的呈现给用户。在零配件方面(温度传感器以及加热片)选用了国外的零部件,保证了较高的精确度外,故障率也随之降低,从而减少了用户的使用成本。这款产品凭借优肯近三十年来的经验,结合用户的体验及反馈,针对软件也做了一系列的修改,以便满足用户的需求。“因为网络的不断发展,很多用户都会要求将测试资料存放在一个伺服务器上,优肯这款产品同时具备了连接伺服务器的功能,客户可以在不同的位置,随时随地获取最新的检测结果以及设定测试方法。"黄经理介绍道。除了硬件和软件的精进外,产品在机电部分也做了一些更动,使机台和电脑之间的连接更加简单,结果更加准确。此外,优肯为及时响应用户的需求,在国内设有4个分公司及2个办事处,在上海、广州、青岛、重庆、泉州及宁波都有据点,能够从华东、华南、华北为用户提供及时的服务。立足橡胶检测 向多领域发展优肯在橡胶检测领域已有近三十年的发展历程,除了一些传统的测试体系外,累积近三十年得的经验,结合当下的最新技术,不断地对现有产品进行改良。在采访中,黄经理向记者透露,除了橡胶领域外,优肯期望能够根据在橡胶领域的经验,朝着多领域发展。“近年来穿戴式装置很普及,这其中涉及到高分子复合材料。其实我们两年前已经接触了这个领域,并且开始研发符合市场的分析测试仪器,结果都还不错。希望在站稳橡胶领域的同时,可以跨足高分子复合材料领域。"
  • Nature:突破障碍 - 何祝兵团队在甲胺掺杂的倒钙钛矿太阳能电池中达成25.86%的效率
    Nature:突破障碍 - 何祝兵团队在甲胺掺杂的倒钙钛矿太阳能电池中达成25.86%的效率分子掺杂工艺: 研究人员引入了一种使用二甲基胺基掺杂剂的分子掺杂工艺,该工艺能够创建一个与p-钙钛矿/ITO接触良好且能够完全钝化晶界的结构。这种创新工艺提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCE),实现了经认证的25.39%的PCE,这是对钙钛矿太阳能电池现有标准的改进。分子挤压技术: 该工艺采用了一种独特的“分子挤压”方法,在甲苯淬灭结晶过程中将分子从前驱体溶液排出到晶界和薄膜底部。这种独特的技术导致了钙钛矿薄膜的p-掺杂,有助于提高器件的效率。长寿命和高效率: 器件在逆向扫描时实现了25.86%的效率,并表现出卓越的稳定性,即使经过1000小时的光老化,仍能保持96.6%的初始效率。这表明钙钛矿太阳能电池在性能和可靠性方面取得了显著的进步。在不断发展的光伏领域中,更有效、可持续地利用太阳能的追求是一项不懈的努力。科学家已经探索了许多途径来提高太阳能电池的效率,其中钙钛矿太阳能电池因其性能潜力和经济制造能力的结合而一直脱颖而出。今天,我们将聚焦于一支南方科技大学何祝兵团队率领杰出的研究团队所取得的重大突破,他们实现了钙钛矿太阳能电池效率的深度提高,这标志着我们共同追求更可持续和能效的未来的重要一步。这项开创性的研究提出了一种与传统方法有着根本不同的新型分子掺杂工艺,使用了一种二甲基氨基基团的掺杂剂。这种掺杂剂巧妙地用于形成和谐的p-钙钛矿/ITO接触,并精确地去除晶界缺陷,推动了钙钛矿太阳能电池功率转换效率(PCE)的大幅提升。研究团队创造出了一个惊人的世界纪录,即25.39%的认证PCE,为该行业设定了新的标准和潜力。为了达到这个非凡的成就,研究人员提出了一种被称为“分子挤压”的巧妙技术。这种创新策略迫使前体溶液中的分子在甲苯淬火晶化过程中重新分布到晶界和薄膜底部。因此,这导致了钙钛矿薄膜的p型掺杂,这是实现设备效率显著提高的关键。这种独特的工艺因此标志着一种基础性的突破,从根本上改变了可再生能源范式。然而,这项研究的胜利不仅仅局限于效率领域。该团队的冠军设备不仅在反向扫描中展示了25.86%的PCE,超越了以往的阈值,而且表现出了卓越的稳定性,在经过1000小时的光老化后仍保持了96.6%的初始效率。这项成就解决了钙钛矿太阳能电池技术中的一个主要挑战——效率和稳定性之间的平衡,并为未来旨在优化这两个重要方面的研究提供了有价值的基础。在这项开创性研究的核心是Enlitech的QE-R精密测量设备的精确利用。这种先进的设备为团队提供了准确的读数,使他们能够仔细评估他们的新方法的结果。选择Enlitech的QE-R设备,这种以精度和可靠性闻名的设备,强调了顶级资源在实现突破性成果中的重要性。此外,研究人员深入探究了p-钙钛矿/ITO界面的复杂能带对齐。通过应用紫外光电子能谱(UPS),他们阐明了促进空穴提取的带弯曲现象,这是实现高性能太阳能电池的关键过程。实验揭示了二甲基氨基基团掺杂剂以及与铅离子形成的分子复合物修改ITO基板的功函数,从而获得了有利于高效空穴提取的能带对齐。除了提高效率和稳定性外,研究团队还解决了钙钛矿太阳能电池中常见的滞后效应挑战。通过采用分子挤压技术和精确的掺杂工程,他们显著降低了滞后效应,从而使设备性能更加可靠和可重复。这一突破为实际应用和商业化钙钛矿太阳能电池提供了巨大的潜力,因为它解决了阻碍其广泛应用的主要障碍之一。此外,研究团队对电荷载流子动力学的详尽研究揭示了他们的钙钛矿太阳能电池性能异常出色的机制。通过各种分析技术,包括电荷密度差和Bader电荷分析,他们揭示了钙钛矿薄膜内电荷的重新分布,这归功于有效的分子掺杂策略。这种重新分布导致了提高空穴提取效率和提高整体设备性能的效果。总之,这项开创性的研究代表了钙钛矿太阳能电池领域的重大进展,实现了25.39%的创纪录效率和卓越的稳定性。分子掺杂工艺结合创新的分子挤压技术为实现对设备性能和稳定性的前所未有的控制铺平了道路。Enlitech的QE-R精密测量设备的利用对于准确评估制造的设备的光电性质起到了至关重要的作用。这一非凡成就将我们更接近实现钙钛矿太阳能电池的全部潜力,推动我们迈向由清洁、可再生能源驱动的未来。分离ITO表面的Pb 4f(a),I 3d (b)和P 2p (c)的XPS光谱来自ITO/DMAcPA/钙钛矿(蓝色)和ITO/钙钛矿(DMAcPA)(红色)样品两种钙钛矿薄膜埋底面XPS图 S26.Pb 4f(a)、I 3d (b)和调查(c)的XPS光谱,在底部检测到原始(红色)和DMAcPA掺杂(蓝色)钙钛矿薄膜的表面,与正文中报导了制造过程。 Pb结合能的红移在钙钛矿的埋藏底面检测到(图。S26a)也可以表示O–Pb与键削弱了主流Pb-I共价键的结合能和这里解释了Pb的红移。 S26b),它可以是归因于P-O-H–I的氢键,这已经得到了很好的讨论和通过上述H NMR信号的下场化学位移进行检查(图3A)。
  • 是时候来了解硫化物在线分析了
    硫成分广泛存在于许多用于烃加工的原料中。含硫成分危害很大,有强烈的气味。而且会引起酸雨,导致催化剂(昂贵)中毒,降低聚合物产量。最麻烦的硫气体是硫化氢(H 2S)、羰基硫(COS)和甲基硫醇、乙基硫醇。根据国内的标准要求,这些化合物是要在ppb水平测定。 硫气体的检测困难在于是挥发性的,也非常活泼的。痕量硫分析系统必须是非常惰性的采样设备、GC设置才能实现ppb级可重复的检测结果。 在线监测流程和原理概况: 气体样品定量被采集到在线的低温冷肼吸附填料内,两级冷肼,一级除水,一级将气体样品中的待测组分冷凝到吸附填料上。然后快速升温加热块将装有吸附填料的吸附管迅速升温,待测组分解析后由载气携带进入分析柱内,进行分离,随后进入检测器得出分析结果。 鉴于此,硫化物在线监测体系需要满足如下条件:1 样品的采集、富集、解析、分离和分析,整个过程要自动运行。2 所有样品流经途径接触到的表面都要经过惰性处理,确保美誉任何吸附。3 加热块的迅速升温。4 电子流量控制技术精准控制载气流量。 分离体系是整个体系很重要的一环,由于是在线分析体系,所以选择更加耐用、更加结实的MXT金属柱就是最好的解决方案。1987年RESTEK第一个开发了金属表面进行硅烷化惰性处理的专利技术,对不锈钢的表面进行惰性处理后,其惰性表面甚至比石英毛细柱的表面的惰性还要好。 针对硫化物分析,一个是最常使用的MXT专用填充柱Rt - XLSulfur 分析化合物:中文名称CAS分子式1 硫化氢7783-06-4H2S2 羰基硫463-58-1COS3 甲硫74-93-1CH4S4 乙硫75-08-1C2H6S5 二甲硫75-18-3C2H6S6二甲基二硫624-92-0C2H6S2 分析谱图:分析条件: 色谱柱Rt-XLSulfur, 1 m, 0.75 mm ID (cat.# 19806)浓度1 mL,50 ppbv进样六通阀切换程序升温:60 C - 230 C ,15 C/min载气He, 恒流量流速:9 mL/min检测器FID
  • HORIBA海外用户简讯|太阳能电池元素掺杂研究,美国CSM大学用这招儿
    作者:小武老师编辑:Joanna关键词CdTe, As doping, Atom probe tomography, Scanning transmission electron microscopy, Molecular beam epitaxy, Single crystalline薄膜电池(图片来源于网络)近年来,太阳能电池因其高转换效率、低成本和高稳定性特点倍受关注。其中碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池被认为是太阳能电池中容易制造的,因而它向商品化进展快,许多国家碲化镉电池已开始走向规模工业化生产。如今碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池的转化效率已经高于20%,若要进一步提高效率,就面临着提高效率的同时保持开路电压不变的挑战。碲化镉薄膜太阳能电池结构示意图(图片转自网络)基于碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池的结构和工作原理,人们目前实现的途径是确保载流子寿命不损失的情况下,在其P-N结构中添加掺杂元素,即P型掺杂。在大规模生产中砷元素As更安全,扩散更慢,因而被选为新型掺杂元素。但掺杂砷元素又会引发新问题。基于此背景,美国科罗拉多矿业大学(CSM)冶金和材料工程系的研究人员,在P-N结构中掺杂砷元素As后,对P-N结构进行原子尺度的微观深度分析,重点观察砷元素的掺入限制、簇状构造、溶解限和活化,研究其掺杂影响,以期实现增加P型掺杂的同时不损失载流子寿命,进而改善开路电压稳定性,提高太阳能电池的性能。美国科罗拉多矿业大学(图片来源于网络)观察过程中,研究人员应用了多种表面分析技术。其中低温阴荧光光谱仪(H-CLUE)对缺陷、掺杂等变化非常灵敏,因此在观测材料发光能量变化的环节中,研究人员用其表征和验证砷元素的掺杂效果,这对实验起到了重要作用。该工作以《Understanding arsenic incorporation in cdte with atom probe tomography》为题,发表于《Solar Energy Materials and Solar Cells》2018年,Volume 182(扫描二维码可直达英文原文)。 扫描识别查看左方二维码阅读英文原文如需了解该研究中的测试方法,扫描下方二维码留言,我们的应用专家将乐于为您提供解答服务。 扫描识别查看左方二维码寻找技术支持免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,HORIBA Scientific发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享,供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们取得联系,我们会及进行处理。HORIBA Scientific力求数据严谨准确,如有任何失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。horiba科学仪器事业部结合旗下具有近 200 年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 理化所在氮掺杂非交替纳米带非线性光学材料方面获进展
    随着激光技术的发展,非线性光学材料在光限幅、全光开关、光通信等领域展现出广阔的应用前景。其中,有机π-共轭材料因具有高的非线性光学系数、低的非线性响应阈值、易于结构调控的非线性光学性能等优势而备受关注。线性并苯类稠环是一类经典的有机π-共轭材料,被广泛应用于有机光电器件中。而该类材料随着共轭长度的增加,化学稳定性变差,极易被氧化或发生Diels-Alder反应。同时,随着共轭体系的增大,分子间聚集程度增强,溶解性及其合成难度提高,因而限制了这类材料的开发及应用。   近日,中国科学院理化技术研究所特种影像材料与技术研究中心副研究员孙继斌、湘潭大学教授陈华杰课题组、英国剑桥大学博士曾维轩等合作,采用酮胺缩合策略,构建了一类化学性能稳定、溶解性好的氮掺杂非交替纳米带分子(图1),并将该类材料应用于非线性光学领域,揭示了氮掺杂非交替纳米带分子优异的反饱和吸收性能(图2)。其中,研究引入末端三蝶烯和侧基三异丙基硅乙炔,有效抑制了分子间的聚集,显著提升了材料的溶解性,是目前已报道的分子长度最长的可溶解氮杂非交替纳米带——含13元稠环分子。此外,多重五元环的植入有效阻断了线性并苯类稠环的全局芳香性,实现了基态与激发态兼具的局域芳香性,因而提高了π-共轭系统的稳定性,使得材料(NNNR-2)的三阶非线性吸收系数达到374cmGW–1,且在同等测试条件下,显著高于经典非线性光学材料C60(153cmGW–1)。   相关研究成果以N-Doped Nonalternant Nanoribbons with Excellent Nonlinear Optical Performance为题,发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、湖南省教育基金会和玛丽居里研究计划的支持。图1. 氮杂非交替纳米带分子NNNR-1和NNNR-2的(a)化学结构和(b)理论结构模拟图2. 氮杂非交替纳米带分子NNNR-1和NNNR-2的非线性光学性能
  • 水中硫化物的测定 你要注意这些“东西”
    试剂的影响1实验用水将蒸馏水新煮沸并加盖冷却,所有实验用水均为无二氧化碳水。2硫酸铁铵溶液的配制配制硫酸铁铵溶液,常常出现不溶物或混浊现象,应过滤后使用。3显色剂的使用显色剂质量的好坏是整个分析过程的关键。对氨基二甲基苯胺盐酸盐为白色粉末,酸性溶液为无色透明液体,冰箱保存时间较长。存放时间过长的对氨基二甲基苯胺盐酸盐因被空气氧化,为黑色,配制出的溶液为褐色,空白值偏高,且很快变为蓝色失效。失效的蓝色显色剂不和硫离子作用生成亚甲蓝,用失效的蓝色显色剂测定硫化物会导致严重错误监测结果。4硫化钠标准溶液用于配制标准溶液的硫化钠,其结晶表面常含亚硫酸盐,从而造成测定误差,所以用水淋洗要称量的硫化钠其除去亚硫酸盐。5硫化钠标准使用溶液在配制使用液以及标准样品时,在容量瓶中加入乙酸锌-乙酸钠后,容量瓶内会出现较大絮状悬浊液。在取用已经稀释的标准样品前,必须将容量瓶摇晃使样品均匀,否则由于样品不均匀产生测定误差。水样保存过程中的影响由于硫离子很容易氧化,硫化氢易从水样中逸出。采样时每100 mL水样加0.3 mL1 mol/L的乙酸锌,摇匀,放置3~5 min,使水样中游离的S2-与Zn2+充分反应,生成ZnS悬浮物。再滴加0.6 mL1 mol/L的氢氧化钠溶液,使水样的pH值在10~12之间。加氢氧化钠一是使水样中的H2S、HS-转化成S2-,二是生成Zn(OH)2絮状沉淀,这种絮状物有吸附作用,在沉淀过程中吸附ZnS共沉淀,达到现场固定目的。不要加过多氢氧化钠,否则生成沉淀,取样时不易摇匀造成误差。进行预处理取样时,一定充分摇匀已固定的样品,使预处理样品均匀,真实代表水样。样品预处理过程中的影响水样中的还原性物质都能阻止氨基二甲基苯胺与硫离子的显色反应而干扰测定;悬浮物、色度等也对硫化物的测定产生干扰。所以需对样品进行预处理。最常用的是酸化吹气法。吹气时,氮气纯度应大于99.99%,否则,空白值增大;整个吹气装置密封性必须好,接口处应用标准磨口,否则漏气影响测定结果的准确度;水浴锅温度要保持60~70 ℃,水温过高而室温较凉时,反应瓶内上部壁上沾有水雾将吸收少量硫化氢气体,影响测定结果准确度;注意磷酸的质量,当磷酸中含有氧化性物质时,可使测定结果偏低。样品分析过程中的影响预处理过的含硫离子的水样与对氨基二甲基苯胺的酸性溶液混合,加入Fe3+后,溶液先变成红色,生成中间体化合物,继而生成蓝色的亚甲基兰染料。酸度影响亚甲基兰染料的生成,所以水样的测定必须与校准曲线相同;显色时,加入的两种试剂(对氨基二甲基苯胺溶液与硫酸铁铵溶液)均含有硫酸,应沿管壁徐徐加入,并加塞混匀,避免硫化氢逸出而损失;文献报道亚甲基蓝分光光度法测定硫化物标准样品时,实验的温度选择在18~22 ℃为宜,随着显色温度的增高或降低,亚甲基兰的吸光度均降低;试剂加入顺序不能颠倒,否则,显色度明显降低。
  • 世界知名矿企先后购置伊诺斯光谱仪
    热烈庆祝Mount ISA Mine(芒特艾萨矿),Newmont Mining(纽蒙特矿业公司), Glencore(嘉能可国际公司),江西铜业 先后购买奥林巴斯手持式光谱仪分析仪,金属或贵重金属(如铜、锌、铁和黄金)提取的过程控制,以提高成本效益和增加产品价值。铜提取为例,一般来说,铜提取过程包括以下步骤:粉碎硫化铜矿石(比如黄铜矿),泡沫浮选法选矿,使富集成为铜精矿,一般含铜(Cu)品位为20 - 30%。然后石英少与铜精矿混合,经闪速熔炼、氧化还原和阳极浇铸,最终产品(含量 99.0%纯铜)送往精炼厂生产含量 99.9%的铜。品位较低的矿石,需要经过选矿,使品位富集成为精矿。为正确选用各种选矿方法,要研究铜矿石的物质组份和结构构造;查明矿石的自然类型和工业类型;还要了解矿石中难选矿物的含量及其大致分布情况等。以铜矿为例,1.单一硫化铜矿石的选矿。一般采用浮选法选矿。2.多金属硫化矿石的选矿。一般根据其主要组份而形成的不同加工技术特性,分别采用混合浮选法、优先浮选法、混合优先浮选法、浮选和重选联合选矿法、浮选和磁选联合选矿法,以及浮选和湿法冶炼联合进行处理等。3.混合矿石选矿。一般均可采用浮选法,它可以单独处理,或与硫化矿石一起处理;也可采用浮选和湿法冶炼联合处理,即先用浮选法选出铜精矿,再将浮选后的尾矿用湿法冶炼处理。 4.氧化矿石的选矿。一般用浮选与湿法冶炼联合处理或用离析法与浮选联合处理;含结合式氧化铜高的矿石,一般用湿法冶炼处理。湿法冶炼主要适用于处理氧化矿石或含自然铜不高的单一矿石。由于使用的浸出剂不同,又分:硫酸浸出法——用以处理二氧化硅含量很高的酸性氧化矿石 ;氨浸出法——用以处理含多量碱性矿物的氧化矿石或自然铜贫矿; 细菌浸出法——用以处理低品位硫化矿石。奥林巴斯便携式XRD分析仪可以快速实时分分氧化矿石的晶相,帮助选择合适的选矿方法;在选矿过程中,实时确认化学反应的状态,决定是否需要添加矿料;反射炉熔炼主要是处理浮选后的铜精矿,-般要求精矿的含铜品位不得低于8%,最好为15~20%。铜精矿中的有害杂质砷、氟、锌、镁等,影响冶炼工艺和污染环境卫生,在矿料入炉时要进行控制,或在冶炼中加以回收处理。砷:以氧化状态存在,在冶炼过程中容易挥发,进入烟尘后污染大气,对人体有害;因此,一般要求铜精矿中砷的含量小于0.3%。冰铜中的砷通过转炉吹炼后,进入制酸系统的砷在转化器里使触媒逐渐位一般30~45%),冰铜经过吹炼而成为粗铜(含铜品位97~99%),粗铜再经过火法精炼或电解精炼而得到精铜(含铜品位99.9%以上)。有少量富铜矿石(一般含铜大于5%)可以不经过选矿,而与铜精矿混合直接入炉冶炼。氟:以氟化氢(HF)状态进入炉气,带入制酸车间,腐蚀破坏生产设备。一般要求铜精矿中氟的含量小于0.1%。锌:在冶炼过程中一部份以氧化锌(ZnO)状态进入渣中,增大渣的粘度,夹杂铜和影响铜的熔解;一部份以硫化锌(ZnS)的状态进入冰铜中,使冰铜呈粘滞或泡沫状,不利与渣分离。另外,当冰铜温度低于1200℃时,硫化锌(ZnS)结晶析出,形成炉结阻塞放铜口。因此,一般要求铜精矿中锌的含量小于6%;否则,要进行优先浮选。镁:以氧化镁(MgO)状态存在于含镁矿物中,铜矿石中含有滑石、蛇纹石、绿泥石、橄榄石等含镁高的矿物,易泥化,采用浮选时,多与铜矿物一起浮出,分选困难,而且容易形成泥饼,使磨矿流程不畅通。此外,含氧化镁(MgO)高的铜精矿入炉后使炉渣产生粘性,熔点增高并导致熄炉。因此,一般要求铜精矿中氧化镁(MgO)的含量小于5%奥林巴斯手持式光谱仪分析结果可靠、重现性好、最少的样品制备和操作简单等重要特点,可以快速分析砷、铜、锌、镁等元素的含量在快闪熔炼过程中,冰铜品位和熔炼矿渣中金属含量是影响随后的冶炼加工阶段(如氧化还原和精炼)和整体生产力的两个最重要的因素。冰铜中铜的品位低意味着铜还原不足和冰铜中铁(主要成分:铁硫化物(FeS)的含量影响氧化还原反应。冰铜中的铜的品位应该 48%,铁应 10%。冰铜品位可以通过改变输入空气或富氧空气的总氧比来调整。不适当的调整导致生产率降低,如铜渣和/资源浪费(工时和能源)。产生这种损失的最大的原因之一是缺乏正确分析测方法。奥林巴斯手持式光谱仪分析可以快速及时的分析冰铜中铜铁的含量,分析结果有ICP 分析结果基本吻合,帮助操作员确认将冰铜转入氧化还原炉中最好时机。深圳市莱雷科技发展有限公司是时奥林巴斯手持式光谱仪分析在中国的代理商,是OLYMPUS在中国的长期战略合作伙伴,为广大客户提供元素分析整体介绍方案及及时满意的售后服务。
  • 超灵敏二硫化钼湿度传感器研究获进展
    p   现阶段对二硫化钼湿度传感器的研究主要受制于加工过程本身引入的残胶对材料表面的污染,影响了其对水分子的吸附,从而导致灵敏度不高或响应时间过长等问题。因而,如何得到具有高灵敏、快速响应时间的二硫化钼湿度传感器成为制约其应用的最主要因素。 /p p   针对上述问题,日前,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)纳米物理与器件实验室利用一种新的金剥离方法,加工得到具有干净表面的二硫化钼场效应晶体管,从而实现了对水分子的灵敏响应。该项工作由实验室博士赵静在研究员张广宇的指导下完成。 /p p   据悉,这种加工方法主要是利用二硫化钼与金之间的作用力远大于金与衬底间的作用力,从而可以将多余的二硫化钼样品从衬底上完整地剥离下来,同时保证了用于器件的二硫化钼表面的干净。利用这种方法一方面有效避免了加工过程中经过反应离子刻蚀后表面残胶对器件性能的影响,另一方面大大简化了加工过程,得到了具有超洁净表面的二硫化钼场效应晶体管,其光学、电学性能的显著提高也从另一个方面证明了这种加工方法得到的样品具有更好的性能。 /p p   由于利用这种金剥离方法得到的二硫化钼场效应晶体管具有超洁净的表面,因此能够灵敏感知外界湿度变化,大大提高了二硫化钼湿度传感器的灵敏度。除了具有超高灵敏度外,由于二硫化钼表面没有悬挂键,对水分子的吸附是纯粹的物理吸附,因此器件可以很容易地进行脱吸附,有效缩短了响应时间和恢复时间。除此之外,得益于CVD生长的二硫化钼成膜均匀,可以加工得到一系列具有优异性能的二硫化钼湿度传感器阵列,从而对外界不同湿度的空间分布起到定位作用,用来实时监测外界湿度分布的变化。 /p p   这种基于超洁净表面的二硫化钼样品加工得到的湿度传感器具有灵敏度高、响应时间和恢复时间短、使用寿命长、空间分辨率高等特性,可以广泛应用于未来无接触定位系统及二维材料多功能柔性传感器阵列领域。 /p p /p
Instrument.com.cn Copyright©1999- 2023 ,All Rights Reserved版权所有,未经书面授权,页面内容不得以任何形式进行复制