原位电化学

p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " 　　由于化学电源的电化学性能与电极/电解质的界面过程密切相关，涉及电荷转移、离子输运、相的生成和转化等步骤，在纳米尺度上深入理解界面过程对于器件设计和材料优化具有重要意义。然而能源体系的运行环境非常复杂，涉及无水无氧环境、有机/离子液体电解质体系、多相界面、多电子反应过程等，因此，针对性发展复杂体系下电化学界面高分辨原位成像方法，从而实现电化学反应过程的实时追踪和原位分析，也是电分析化学的挑战和难点之一。 br/ /span /p p br/ span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " 　　中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室文锐课题组致力于锂电池界面电化学过程的原位研究并取得系列进展。在前期工作中，他们利用氩气环境下的原位原子力显微镜(AFM)，在以[BMP] sup + /sup [FSI] sup - /sup 为代表的离子液体中，捕获纳米尺度上锂离子电池中高定向热解石墨(HOPG)表面固态电解质界面膜(SEI)的初始成核、逐步生长及成膜的系列演化过程，并揭示了不同离子液体中SEI膜的界面性质及与电池性能相关性。相关成果发表在& nbsp ACS Applied Materials & amp Interfaces& nbsp 上。 br/ br/ 　　进一步，研究人员开展了具有高理论能量密度(2600 Wh/kg)锂硫电池中界面电化学反应的系列研究。利用电化学 AFM 及谱学分析表征，实现了在锂硫充放电过程中还原产物硫化锂和过硫化锂在界面形貌演变及生长/溶解过程的原位监测(图1)，并提出过硫化锂在循环过程中不可逆反应产生的界面聚集是导致电极钝化及电池性能衰减的原因之一。恒电流控制下的原位成像研究表明，电流密度大小影响界面形貌及沉积物种类，直观揭示了结构-性能关联性。相关成果发表在& nbsp Angewandte Chemie International Edition& nbsp 上。 br/ br/ 　　近日，科研人员利用电化学 AFM 进一步探究了在高温条件下锂硫电池在LiFSI基电解液中的界面行为与反应机制(图2)。研究发现，在高温60℃时，阴极/电解质界面在放电过程中会原位形成一层由LiF纳米颗粒构成的功能性界面膜，并通过物理尺寸效应及化学吸附作用捕获电解液中的长链多硫化锂。此过程有利于抑制多硫化物穿梭效应及副反应的发生，并增强界面电化学反应的可逆性。该研究通过原位表征与分析为高温电化学行为在纳米尺度提供了直接的界面机理解释，也为锂硫电池的电解液设计及性能提升提供了思路和指导。相关成果发表在& nbsp Angewandte Chemie International Edition& nbsp 上。 br/ br/ 　　研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委和中科院的支持。 /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/0a9eee39-49a2-4c61-9964-34c61b6891a0.jpg" title=" 1.jpg" / /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " strong 图1.原位AFM电化学池示意图(左)及放电中锂硫界面反应过程的原位AFM图像(右) /strong /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f9c7499b-e1eb-4d46-8f9d-0cdc07b1cc1b.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 500px height: 252px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " strong 图2.高温60℃下锂硫电池中阴极/电解质界面过程示意图 /strong /span /p

项目编号：SZDL2022000808（0868-2242ZD424H）项目名称：原位纳米电化学显微镜采购项目预算金额：199.6000000 万元（人民币）采购需求：序号货物名称数量单位备注1原位纳米电化学显微镜1套接受进口合同履行期限：签订合同后 180 天（日历日）内交货本项目( 不接受 )联合体投标。

过渡金属(氧)氢氧化物是一种很有前途的析氧反应电催化剂。通过离子插入氧化还原反应，这些材料的性质随外加电压动态非均匀地变化，将开路条件下不活跃的材料转化为反应过程中的活性电催化剂。因此，催化状态始终就是非平衡态，这就使得直接观察催化剂的形貌变得异常复杂。析氧反应被认为是电解水制氢工艺的效率瓶颈，因为它需要相当大的应用过电位。因而提高OER的效率对于实现基于氢气生成和存储的闭环清洁能源基础设施至关重要。这将需要开发改进的过渡金属基电催化剂，直接确定材料性能的变化如何影响操作中的反应性。有鉴于此，斯坦福大学的J. Tyler Mefford和William C. Chueh教授等利用一套相关的扫描探针和X射线显微镜技术，建立了β-Co(OH)2单晶片状材料的化学物理性质、纳米级电子结构与析氧活性之间的联系。在预催化电压下，钴的氧化态为+2.5，氢氧根插层形成类似α-CoO2H1.50.5 H2O结构。在增加电压驱动氧进化，层间水和质子脱插形成收缩的β-CoOOH粒子，包含Co3+物种。虽然这些转变表现出非均匀的粒子的大部分，电化学电流主要限制在他们的边缘面位。观察到的Tafel行为与这些反应边缘位置的Co3+的局部浓度相关，表明了大块离子插入和表面催化活性之间的联系。原位电镜表征OER催化剂图1.β-Co(OH)2的质量负荷和扫描速率依赖的电化学研究作者发展了一套扫描探针和X射线显微镜联合技术，深入研究了β-Co(OH)2单晶片状材料与析氧活性之间的构效关系，单晶片的基面{0001}面约为1~2 μm宽，边缘{1010}面约为50~75 nm厚，图b~c展现了其形貌特征，这些粒子表现出两个典型的部分氧化还原特征—阳极电压的增加（E1=1.20 V，E2=1.55 V），分别对应于Co(OH)2 到CoOOH和CoOOH到CoO2的动态转化。在催化初始电压下，粒子膨胀形成α-CoO2H1.50.5 H2O状结构(通过氢氧根插层产生)，其中钴的氧化态为+2.5。在增加电压驱动氧的析出时，层间水和质子脱插，形成含有Co3+的收缩状β-CoOOH粒子。尽管这些转变在大部分粒子中均表现出不均匀性，但电化学电流主要受限于其边缘面。观察到的Tafel行为与这些反应性边缘位点处Co3+的局部浓度相关，这说明了大量离子插入与表面催化活性之间的联系。图2.扫描电化学电池显微镜表征β-Co(OH)2颗粒体氧化还原转化和OER活性研究者使用扫描电化学电池显微镜（SECCM）直接绘制了OER电流图，其空间分辨率由纳米移液器吸头的直径确定（dtip = 440 nm）。扫描模式下，在1.87 V下进行计时电流分析，同时对移液器进行线性连续扫描（横向平移速率= 30 nm s-1）。通过保持弯液面和表面之间的恒定接触，可以同时进行形貌（高度）和电化学活性（电流）测量。结果表明，颗粒边缘面主导着整个系统的电化学反应性。仅当移液器在粒子的边缘面时才观察到电流，而当移液器位于基面内时未观察到电流。跳跃模式下观察到的结果与扫描模式类似。在该催化体系中，不同面的催化活性可以通过离子(去)插层反应特性来合理化解释。可移动的电荷补偿离子被限制在CoO2层间的夹层通道中。在层状β-Co(OH)2的逐步氧化过程中，离子(去)插层反应在边缘平面处（与电解质接触的区域）变得容易。相反，在CoO2层中不存在扩展缺陷的情况下，离子在方向上的移动受到限制，这阻止了基面充当大量氧化还原转化反应的反应位点。这也解释了内部Co原子缺乏活性的原因。图3 原位电化学原子力显微镜表征β-Co(OH)2粒子使用电化学原子力显微镜（EC-AFM）在0.1 M KOH中在约10 nm的空间分辨率下测量了颗粒形态随电压的变化。并利用原位扫描透射X射线显微镜(STXM)在约50 nm分辨率下表征了β-Co(OH)2粒子Co的氧化态。研究表明，在催化初始电压下，粒子膨胀形成α-CoO2H1.50.5H2O状结构(通过氢氧根插层产生)，其中钴的氧化态为+2.5。在增加电压驱动氧的析出时，层间水和质子脱插，形成含有Co3+的收缩状β-CoOOH粒子。尽管这些转变在大部分粒子中均表现出不均匀性，但电化学电流主要受限于其边缘面。图4 原位扫描透射X射线显微镜表征β-Co(OH)2粒子原位扫描透射X射线显微镜实验结果表明，XAS反应的可逆电压, n1 = 0.54 ± 0.04 e−at E 1′ = 1.14 ± 0.03 V and n2 = 0.46 ± 0.04 e− at E′2= 1.58 ± 0.03 V。推导出的可逆电压与STXM电池中的氧化还原峰(图4d)、RDE实验(图1d)、EC-AFM和EQCM结果6(图3c)非常一致；此外，各反应过程中转移的电子数与我们的EQCM结果相吻合。研究发现了Tafel行为与这些反应性边缘位点处Co3+的局部浓度密切相关。综合上述表征结果，可以证实，Co3+（β-CoOOH）是OER的真正活性位点（或限速步骤的反应物状态）。研究意义1、原位电镜揭示催化剂构效关系：使用相关原位电镜来揭示了能量转换材料的局部物理化学特性和电子结构如何控制其电化学响应。2、揭示边缘位Co3+活性位点浓度的重要性：在CoOxHy系统中，氢氧根离子(去)插层反应通过控制OER过电位和反应边面上电压依赖的Co3+活性位点浓度之间的关系来影响表面催化活性。3、启示如何提高层状氧化物OER活性：调整离子插入的热力学的策略以及通过表面吸附能的方法。电化学原位实验电化学控制在EC-AFM, EQCM和操作STXM期间使用SP-300恒电位器(BioLogic)进行。旋转圆盘电化学(RDE)和紫外-可见光谱电化学使用VSP-300恒电位仪(Biologic)。使用如下所述的自制仪器进行SECCM电化学操作。所有电压都参考了可逆氢电极(RHE)，其中每个实验的参考电极的RHE电位在测试前在0.1 M KOH中与大块RHE电极(Hydroflex氢参考电极，eDAQ)进行了标准化。底物电极的制备是通过滴注3 ml的β-Co(OH)2油墨，其中含有2mg的β-Co(OH)2粒子在2ml四氢呋喃中，在新清洁的GC板上(HTWGermany)。让油墨在GC表面干燥后，用干净的PDMS块轻轻压印dropcast区域，以去除聚集的颗粒。然后，在制备的衬底上覆盖一层薄薄的十二烷。使用FE-SEM(GeminiSEM, ZEISS)进行表征。探针(针尖)具有~400 nm的扫描模和~440 nm的跳模，同时确保足够的空间分辨率，在如上所述制备微管后，两通道均充满0.1 M KOH，并配备准参比对电极(QRCE 例如，镀有AgCl的银线)。用于询问S5衬底工作电极的半月板(液滴)细胞在充满的微管探针的末端自然形成。将制备的微移液管和基板分别安装在z-压电定位器上，用于三维空间的纳米级移位。在整个扫描过程中，离子被持续监测(使用自制的电流放大器)，并作为反馈信号来精确地将半月板(液滴)电池定位到衬底电极上。参考文献：J. Tyler Mefford et al. Correlative operando microscopy ofoxygenevolution electrocatalysts. Nature, 2021, 593, 67-73DOI: 10.1038/s41586-021-03454-xhttps://doi.org/10.1038/s41586-021-03454-x

线上讲座 | 原位空间微纳尺度微区扫描电化学原理及应用 主讲： 黄建书 博士， 阿美特克科学仪器部应用经理 讲座简介：传统的电化学方法基于样品的宏观平均响应表征，在局部腐蚀、能源材料、光/电催化活性、电致变色、微流控组装，生物医学、多维梯度材料等研究方面，面临诸多挑战。国内外相关研究表明，微区扫描电化学技术以其原位微纳尺度空间分辨率等特点，在上述热门研究方面显示出巨大优势及广阔应用前景。 主讲人： 黄建书博士，目前任阿美特克公司科学仪器部应用经理。主要负责普林斯顿及输力强电化学产品的技术支持，应用开发，市场推广等方面工作。多年来与国内外大学，科研单位及企业研发机构保持密切合作，尤其在原位超高空间分辨率微区扫描电化学应用方面积累了大量经验。曾多次在国内外学术会议上，进行普林斯顿及输力强电化学前沿应用报告。 主要内容： 金属及涂层表面腐蚀过程的演化分析 水分解，氧还原等光电催化活性位分布研究 电池电极材料离子脱嵌动力学表征 为了便于您时间安排，本次应用讲座，将连续举办两场，请您选择合适时间报名参加 第一场： 6月30日14:00-15:30 第二场： 7月07日14:00-15:30

项目编号：SDDX-SDLC-GK-2022029项目名称：山东大学原位电化学拉曼光谱仪预算金额：280.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：280.0000000 万元（人民币）采购需求：山东大学原位电化学拉曼光谱仪购置，具体内容详见招标文件。合同履行期限：国产设备3年，进口设备1年。本项目( 不接受 )联合体投标。山东大学原位电化学拉曼光谱仪采购内容及项目要求.docx

--蔡司携手超新芯发布创新原位液体电化学显微解决方案2023年4月6日，由中国化学会电化学专业委员会会刊《电化学》、蔡司显微镜与超新芯科技公司联合举办的第一届原位电化学显微分析论坛于厦门成功召开。本次论坛以“探微寻真‘液’视界”为主题，聚焦电化学与新兴的高时空分辨原位显微技术的结合。中科院院士、《电化学》期刊主编、厦门大学化学化工学院孙世刚教授，福建省化学会理事长、《电化学》期刊常务副主编、厦门大学化学化工学院林昌健教授，蔡司大中华区副总裁、显微镜事业部负责人张育薪博士，蔡司显微镜事业部材料科研解决方案总监黄铭刚先生，超新芯(CHIPNOVA)创始人、厦门大学化学化工学院廖洪钢教授与现场来自全国各地的电化学研究领域杰出青年学者共同探讨电化学显微分析研究创新成果与前沿技术。会上，蔡司显微镜携手超新芯(CHIPNOVA)发布了创新型原位液体电化学显微解决方案。此次双方合作，将定制化的原位液体电化学系统，与场发射扫描电镜集成，研发出兼具高品质成像和先进分析功能的原位液体电化学扫描电镜解决方案。该方案克服了液相密封安全性、液相对电子束的成像干扰、电学测量精准性、液相流控稳定性等方面的局限，实现了样品在液氛中电化学反应过程的实时动态高分辨表征，填补了电子显微领域原位电化学工况表征应用的空白。孙世刚院士表示，电化学是达成“双碳”目标的重要支撑学科，发展新能源最快的两大方向是储能和新能源汽车，这对电化学来说是一个很大的黄金时期。廖洪钢教授团队发展的方法，通过自己设计的芯片反应池和伺服系统，引入热场、流体场、电场等，不仅可以帮助我们认识电化学反应过程中的微观结构变化，还可以看到反应过程、传递过程，对发展电化学体系及力学、材料等都有非常重要的推进作用。希望大家以本次合作为契机，进一步推动国内基础研究，与产业和仪器公司密切合作，共同发展中国原创的新技术和方法，为全球的新能源产业发展贡献中国方案。林昌健教授表示，电化学作为百年发展的学科，随着新能源、双碳目标、芯片制造等高新科技的紧迫需求和国家战略意义，电化学迎来新一轮的黄金发展。对电化学过程的原位显微分析将进一步促进电化学的发展。张育薪博士表示，此次蔡司与超新芯的强强联合是蔡司中国本土化创新战略的落地，也是蔡司与国内新兴前沿技术的又一次深度合作，相信此次合作一定能促进海内外先进技术的融合，服务好国内用户的同时推向全球，惠及更多的国内外科研人员。 廖洪钢教授表示，经过10余年来不断的迭代提升，超新芯的原位显微设备已经覆盖液体、气体、力学、加热、冷冻五大系列，是一家原位显微领域全链条研究的创新科研公司。超新芯此次与蔡司合作，将充分利用双方在研发、技术、市场等各自优势领域的资源，将该技术推向全球，力争为更多电化学研究领域的用户提供专业服务，在高端科研仪器领域贡献中国力量。会上，与会人员围绕科研和产业发展需求进行了深入的交流和探讨。谷林、廖洪钢、曾志远、王得丽、王翀、王宇、袁一斐、王贤浩等专家分别介绍了钠电、锂电相关微观结构与电化学性能的关系，铂基、钯基等金属化合物在催化领域的新应用，电镀铜技术在芯片等行业的最新进展与挑战等，与会学者并对电化学技术在相关领域的应用前景进行了热烈的讨论。 本次论坛为电化学领域的资深专家、青年学者与仪器开发企业搭建了良好的交流平台，对深化相关领域产学研深入交流与合作，推动电化学学科更好更快地发展具有重要意义。【关于《电化学》期刊】1995年由厦门大学田昭武院士创办，现任主编为厦门大学孙世刚院士。《电化学》期刊是中国化学会电化学专业委员会会刊，由中国科协主管，中国化学会与厦门大学共同主办，是中国第一个、也是唯一的融基础理论研究与技术应用为一体的电化学专业学术期刊。【关于蔡司和蔡司显微镜】蔡司是全球光学和光电领域的先锋，致力于开发、生产和行销测量技术、显微镜、医疗技术、眼镜片、相机与摄影镜头、望远镜和半导体制造设备。蔡司显微镜作为一家全套解决方案提供者，产品涵盖光学显微镜、电子显微镜、X射线显微镜以及成像和分析软件等完整产品线。蔡司通过这些解决方案，为生命科学、医学诊断、材料研究和工业等领域提供全方位、高品质的技术与服务。 在一百多年的时间里，蔡司共协助36位科学家站上诺贝尔奖的领奖台，领域涉及化学、物理学、生理学和医学等多个方面，促进了现代科学的进步。【关于超新芯(CHIPNOVA)】超新芯(CHIPNOVA)是早期原位芯片技术开发研究者、拥有MEMS芯片制造和原位电镜方面的资深团队，10余年来技术不断迭代升级，在电镜中实现了液、气体微环境引入及光、电、力、热等外场控制与高时空分辨显微研究。相关系统在材料、能源、环境、化学、生物等领域广泛应用，推动了相关领域的科技进步。

项目概况 受福州大学委托，福建顺恒工程项目管理有限公司对[3500]FJSH[GK]2022011、福州大学原位电化学电池多功能光谱快速成像系统采购项目组织公开招标，现欢迎国内合格的供应商前来参加。 福州大学原位电化学电池多功能光谱快速成像系统采购项目的潜在投标人应在福建省政府采购网(zfcg.czt.fujian.gov.cn)免费申请账号在福建省政府采购网上公开信息系统按项目获取采购文件，并于2022-05-30 09:00（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况 项目编号：[3500]FJSH[GK]2022011 项目名称：福州大学原位电化学电池多功能光谱快速成像系统采购项目 采购方式：公开招标 预算金额：1490000元 包1： 采购包预算金额：1490000元 投标保证金：14900元 采购需求：（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等）品目号品目编码及品目名称采购标的数量（单位）允许进口简要需求或要求品目预算（元）1-1A021099-其他仪器仪表原位电化学电池多功能光谱快速成像系统1（套）是详见招标文件1490000 合同履行期限： 自合同生效之日起至合同约定的合同义务履行完毕 本采购包：不接受联合体投标二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.本项目的特定资格要求： 包1（如项目接受联合体投标，对联合体应提出相关资格要求；如属于特定行业项目,供应商应当具备特定行业法定准入要求。) 三、采购项目需要落实的政府采购政策 （1）财政部、工业和信息化部《关于印发〈政府采购促进中小企业发展管理办法〉的通知》财库[2020]46号文件规定（适用于本项目）。（2）财政部、司法部联合印发《关于政府采购支持监狱企业发展有关问题的通知》（财库[2014]68号）文件规定（适用于本项目）。（3）财政部、民政部、中国残疾人联合会印发的《三部门联合发布关于促进残疾人就业政府采购政策的通知》财库〔2017〕141号文件规定（适用于本项目）。（4）节能产品、环境标志产品（适用于本项目）（5）进口产品：根据财政部《政府采购进口产品管理办法》（财库[2007]119号）及《关于政府采购进口产品管理有关问题的通知》(财办库［2008］248号)要求，本次采购合同包1允许采购进口产品。四、获取招标文件 时间：2022-05-05 18:35至2022-05-20 23:59（提供期限自本公告发布之日起不得少于5个工作日），每天上午00:00:00至11:59:59，下午12:00:00至23:59:59（北京时间，法定节假日除外) 地点：招标文件随同本项目招标公告一并发布；投标人应先在福建省政府采购网(zfcg.czt.fujian.gov.cn)免费申请账号在福建省政府采购网上公开信息系统按项目下载招标文件(请根据项目所在地，登录对应的(省本级/市级/区县)）福建省政府采购网上公开信息系统操作)，否则投标将被拒绝。 方式：在线获取 售价：免费五、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2022-05-30 09:00（北京时间）（自招标文件开始发出之日起至投标人提交投标文件截止之日止，不得少于20日） 地点：福州市本级鼓楼区西洪路363号4层、5层 - 1号开标室六、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。七、其他补充事宜 详见招标文件八、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称：福州大学 地 址：福建省福州市福州地区大学新区学园路2号 联系方式：0591-22865917 2.采购代理机构信息（如有） 名 称：福建顺恒工程项目管理有限公司 地　　址：福州市鼓楼区西洪路363号4层、5层 联系方式：13859088048 3.项目联系方式 项目联系人：晏静、王桂香 电　　 话：13859088048 网址：zfcg.czt.fujian.gov.cn 开户名：福建顺恒工程项目管理有限公司 福建顺恒工程项目管理有限公司 2022-05-05

项目编号：[350101]FJKT[GK]2023004项目名称：天津大学福州国际联合学院设备采购项目9-1采购方式：公开招标预算金额：1,700,000.00元采购包1(电化学原位电子顺磁共振谱仪):采购包预算金额：1,700,000.00元采购包最高限价： 1,700,000.00元投标保证金： 17,000.00元采购需求：（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等）品目号品目编码及品目名称采购标的数量（单位）允许进口简要需求或要求品目预算(元)1-1A02100406-波谱仪电化学原位电子顺磁共振谱仪1(台)否电源20KW主机功耗＜3.0kVA；具体内容详见本项目招标文件。1,700,000.00本采购包不接受联合体投标合同履行期限：详见本项目招标文件。

一、项目基本情况1.项目编号：0809-2341GDG14219项目名称：大湾区大学（筹）生物类科研设备采购项目采购方式：公开招标预算金额：7,876,000.00元采购需求：合同包1(细胞培养系统等一批设备):合同包预算金额：1,166,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1试验箱及气候环境试验设备细胞培养系统1(台)详见采购文件360,000.00-1-2生物、医学样品制备设备纯水仪1(台)详见采购文件230,000.00-1-3生物、医学样品制备设备真空离心浓缩仪1(台)详见采购文件220,000.00-1-4光学式分析仪器酶标仪1(台)详见采购文件260,000.00-1-5冷藏箱柜低温/超低温冰箱1(套)详见采购文件96,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：关境内货物合同签订后90天内交货、安装和调试并交付用户单位使用（如采购人有其他送货时间要求，以采购人提前通知为准）；关境外货物合同签订后360天内交货。合同包2(快速荧光寿命高分辨激光共聚焦扫描显微镜等一批设备):合同包预算金额：6,710,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)2-1显微镜快速荧光寿命高分辨激光共聚焦扫描显微镜1(台)详见采购文件5,800,000.00-2-2生物、医学样品制备设备超速离心机1(台)详见采购文件700,000.00-2-3生物、医学样品制备设备高压蒸汽灭菌设备1(台)详见采购文件130,000.00-2-4样品前处理及制备仪器恒温密闭超声波反应器1(台)详见采购文件80,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：关境内货物合同签订后90天内交货、安装和调试并交付用户单位使用（如采购人有其他送货时间要求，以采购人提前通知为准）；关境外货物合同签订后360天内交货。2.项目编号：M4400000707022027001项目名称：大湾区大学（筹）原位微分电化学质谱仪采购项目采购方式：公开招标预算金额：1,050,000.00元采购需求：合同包1(原位微分电化学质谱仪):合同包预算金额：1,050,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1质谱仪原位微分电化学质谱仪1(套)详见采购文件1,050,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：（1）合同签订后180个日历天内，将所有设备交付到采购人指定地点；（2）所供货物交齐后，30个日历天内安装调试完毕、交付使用、培训并验收合格。二、获取招标文件时间： 2023年11月17日 至 2023年11月24日 ，每天上午 00:00:00 至 12:00:00 ，下午 12:00:00 至 23:59:59 （北京时间,法定节假日除外）地点：广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/方式：在线获取售价： 免费获取三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：大湾区大学（筹）地 址：广东省东莞市松山湖国际创新创业社区A5栋联系方式：0769-228987262.采购代理机构信息名 称：广东省机电设备招标有限公司地 址：广州市越秀区环市中路316号金鹰大厦13楼联系方式：020-83547060，020-835418373.项目联系方式项目联系人：黄工、蔡工电 话：020-83547060，020-83541837

p style=" text-align: center " span style=" font-size: 18px " strong Versa SCAN　原位局部扫描电化学测试技术 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px " 阿美特克集团科学仪器部 黄建书博士 /span /p p 　　传统的宏观电化学测试技术，如恒电位、恒电流、循环伏安和交流阻抗等测量的是样品整体响应，整个电极／电解液界面的平均响应信号。由于样品很少为均相，所以样品通常由钝化／活化自然属性的局部区域，或者阴极／阳极特性的局部区域组成，并且样品的性质变化往往由于局部反应和变化所导致，如腐蚀过程通常是由点腐蚀和缝隙腐蚀开始，催化剂表面并非所有位置都有催化活性，表面仅有部分活性点有催化效果等等。因此，宏观测试技术在研究中受到局限性，可以通过探针／微电极在样品表面扫描，监测电流、电压和阻抗等电信号的变化来区分局部反应发生的程度、位置和区域大小。 /p p 　　根据应用不同，可分为以下九种技术 /p p 1. 扫描电化学显微镜(SECM) /p p 2.等距离扫描-柔性探针技术 (Stylus SECM) /p p 3.无氧化还原介质SECM技术(AC-SECM) /p p 4. 扫描振动电极测量系统(SVET，SVP) /p p 5. 微区电化学阻抗系统(LEIS) /p p 6. 扫描开尔文探针系统(SKP) /p p 7. 扫描微液滴系统(SDC) /p p 8. 非接触式光学微区形貌探测系统(OSP) /p p 9. 表面离子浓度成像系统(ISP) /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/fd19b840-e0e1-4684-a9f0-53056f228a73.jpg" title=" 1.png" style=" width: 622px height: 358px " width=" 622" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 358" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Fig 1 Versa SCAN 系统概图 /strong /p p & nbsp /p p 　　由于成像机理是电化学，所以SECM， SVET和LEIS等技术的应用就如同电化学反应本身的应用一样多种多样。在某些关键的领域，如腐蚀机理研究，能源材料，生物传感器，反应动力学，多孔膜，燃料电池催化剂等方面发挥巨大作用。 /p p & nbsp /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/67c712bb-3ff7-4c62-8f9e-01eff8da18f8.jpg" title=" 2.png" style=" width: 590px height: 295px " width=" 590" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 295" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Fig 2 基体7075 Al表面涂层耐腐性评价，相同区域面扫描， pH 3(左)，pH 8 (右)和pH 6.85 (中)， /strong /p p style=" text-align: center " strong 电解液为0.1 M磷酸缓冲溶液 /strong /p p style=" text-align: center " strong ECS Transactions, 66 (30) 65-71 (2015) /strong /p p & nbsp /p p 　　微区探针扫描有两种模式，等高扫描和等距离扫描。等高扫描适合于样品非常平整的表面或者粗糙度比较小的样品，但对于部分应用的样品无法抛光或确保非常小的粗糙度范围，比如腐蚀涂层，表面修饰电极，生物样品等，如果按照等高度进行扫描，由于样品的高度发生变化，所以探针移动的每个位置和样品表面的距离会发生变化，这会从而导致最终结果中的信号变化，很可能来自于探针和样品的距离变化而非样品表面真实的性质变化，因此等高模式扫描对于样品表面粗糙度比较大的样品测试具有很大局限性。 /p p 　　为了克服样品粗糙度较大对于测试结果的影响，需要使用等距离扫描模式，即探针尖端到样品的距离保持恒定，如何实现等距离扫描呢？ /p p 　　Ametek 科学仪器部与瑞士洛桑理工Hubert H. Girault教授团队合作开发了Versa SCAN-Stylus Probe柔性探针测试系统，该系统所采用的探针构造如下，中心为柔性碳纤维，碳纤维外层覆盖厚度均匀的聚合物涂层，在扫描过程中探针与样品表面成一定角度，探针到样品的距离保持恒定，即探针外侧涂层的厚度决定了探针到样品的距离，如涂层的厚度为10um，则探针到样品的距离为10um。 /p p br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/8cc578e9-4048-430b-96ab-d17847b99e26.jpg" title=" 3.png" style=" width: 460px height: 283px " width=" 460" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Fig 3 柔性探针扫描示意图 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/029522ea-bb4d-4f82-b2a7-8ff90563f824.jpg" title=" 4.png" / /p p style=" text-align: center " strong Fig 4 柔性探针扫描过程 /strong /p p 　　柔性探针技术优势如下：适用于倾斜的，褶皱的和粗糙的样品。与样品软接触：接触力为硬探针接触的1/1000，所以柔性探针技术成为研究生物样品的理想选择。 /p p 1.& nbsp 低成本：无需额外硬件的特殊反馈和电子控制用于控制探针和样品表面的垂直距离 /p p 2.& nbsp 快速测量: SECM扫描前无需样品表面形貌测量 /p p 3.& nbsp 柔性和稳定性探针: 定位和扫描时探针和样品不会被损坏，如肿瘤细胞组织和测试 /p p 4.& nbsp 小的尖端：探针样品距离易于控制可提高成像的对比度和分辨率 /p p 5.& nbsp 电极易于制备: 使用后电极的尖端可以切除确保表面干净。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/3847eed9-5600-42bc-ad7c-616afa070d79.jpg" title=" 5.png" / /p p style=" text-align: center " strong Fig 5 左边：三期黑色素瘤(异相分布并且络氨酸浓度较低) 右边:二期黑色素瘤 /strong /p p style=" text-align: center " strong (均相分布并且谷氨酸浓度较高) /strong /p p & nbsp /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/3938b4ee-d070-4227-9faa-d1254096d28b.jpg" title=" 5.1.png" style=" width: 519px height: 290px " width=" 519" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 290" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Fig 5 PVDF膜上的香蕉液污点，由样品发生-探针收集模式使用多巴氨检测谷氨酸酶 /strong /p p 　　近来，在燃料电池催化剂表面活性位表征，锂离子电池金属锂负极枝晶的行成机制，正极材料的溶解导致的性能下降和充放电过程中材料表面电阻变化与容量之间的关系等研究展现出广阔前景。 /p p img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/adc2bcf1-3311-47c6-98c5-5ab3e70817e7.jpg" title=" 6.1.png" style=" width: 261px height: 360px " width=" 261" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 360" border=" 0" / & nbsp img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/d38d101e-0a84-489d-8ba0-e9753ba6c835.jpg" title=" 6.2.png" style=" width: 311px height: 234px " width=" 311" height=" 234" / & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center " strong Fig 6& nbsp 锂离子电池原位测试池，LEIS用于检测锂离子电池正极材料 /strong /p p strong br/ /strong /p p br/ /p p 销售热线& nbsp 400 1100 281 br/ 服务热线& nbsp 400 1100 282 br/ 联系邮箱& nbsp amt.si.china@ametek.com /p

p 　　近年来，关于锂离子电池爆炸的新闻已经成为一个热点话题。锂枝晶(Dendrite)生长是影响锂离子电池安全性和循环稳定性的根本问题之一。锂枝晶的生长会破坏电极和电解液间已形成的具有保护功能的固体电解质界面膜(SEI)，导致电解液不断消耗及金属锂的不可逆损失，造成电池库伦效率下降 严重时，锂枝晶还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短路，造成电池的热失控并引发爆炸。 /p p 　　 /p center img alt=" " src=" http://scschina.sic.cas.cn/xjsbd/201803/W020180320671863220742.jpg" height=" 193" align=" bottom" width=" 316" / /center p 　　关于锂枝晶的生长机理目前在学术界还存在争议。由于锂离子电池怕水怕氧，可用来表征SEI的技术手段非常有限。近年来发展起来的各种电镜技术都在努力尝试在微纳尺度甚至原子级别上理解锂枝晶生长的演变过程。遗憾的是，常规的透射电镜由于高能粒子的照射，容易引起SEI膜及金属锂的破坏 虽然低温冷冻电镜能够缓解这一问题，但是由于使用条件的限制，在实验中无法原位使用常温电解液进行实时观察。此外，其昂贵的设备也制约了其推广。 /p p 　　中科院宁波材料所沈彩副研究员在前期利用原位电化学原子力显微镜(EC-AFM)对多种锂离子电池负极材料SEI膜成膜机理进行深入研究的基础上，利用SEI膜成膜电位比金属锂沉积电位更正的特点，设计了两步法研究锂枝晶的实时原位实验。研究者通过EC-AFM实时研究了以碳酸乙烯酯(EC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)为基础电解液的SEI膜的生长过程，并在此基础上进行原位锂枝晶的微观生长观察，通过对这两种电解液所形成的SEI膜的杨氏模量、CV图谱及EIS阻抗谱分析，结合XPS光谱分析，研究者发现FEC电解液所形成的SEI膜中含有较多的LiF无机盐，由于LiF具有较好的硬度和稳定性，使得其整体SEI膜具有较好性能，能够有效抑制锂枝晶生长。 /p p 　　以上研究工作为SEI膜特性及锂枝晶生长研究提供了新思路。电化学原子力显微镜结合光谱技术，有望成为锂枝晶生长机制研究的有力表征手段，通过对各种电解液和添加剂的优化筛选、形成对金属锂负极有效保护的SEI膜或涂层修饰结构，提升金属锂负极的循环稳定性。 /p

01前言近日，《催化学报》在线发表了厦门大学李剑锋教授团队在能源电化学原位表征领域的最新综述文章。该论文综述了原位拉曼光谱及X射线吸收光谱在能源转换电化学反应中的应用与进展。论文第 一作者为：陈亨权，论文共同通讯作者为：李剑锋教授和郑灵灵助理教授。02背景介绍电解水、氧气/二氧化碳的还原等重要能源电化学过程对于提高能源转换效率、减少环境污染、实现社会可持续发展具有重要意义。因此，近年来，开发针对这些过程的高效、稳定电催化剂引起了研究者的广泛关注。催化剂的设计与开发极其依赖于对反应机理、活性位点以及构效关系的深层次认识与理解。尽管传统的非原位表征技术以及理论计算在一定程度上加深了对这些反应的理解，但是其难以提供反应条件下的实时变化信息，这就促使了原位表征技术的发展。通过原位表征技术可以追踪催化剂表面的反应过程，捕获反应中间体，揭示反应活性位点的结构变化。目前常见的包括原位红外光谱、原位拉曼光谱以及基于同步辐射光源的原位X射线吸收光谱等。本文主要总结了原位拉曼光谱以及X射线吸收光谱在一些重要能源电化学反应中的应用，进一步讨论了其存在的不足，并对未来可能的发展进行了展望。03本文亮点1. 基于目前的研究现状，系统地总结了原位拉曼光谱与X射线吸收光谱的发展以及在原位表征能源电化学过程中的优势；2. 按照电催化反应进行分类，梳理了各类反应目前存在的难点，以及原位表征技术在解决这些难点上作出的贡献；3. 讨论了目前原位拉曼光谱与X射线吸收光谱技术存在的挑战，并对其未来发展进行了展望。04图文解析▲图文摘要拉曼光谱，尤其是表面增强拉曼光谱 (SERS)，已被证明是一种强有力的表征技术，可以提供电催化反应中表面氧物种、羟基及金属氧键等重要关键中间物种的丰富信息。同时，基于同步加速器的X射线吸收光谱(XAS)是探测催化剂电子结构、价态和配位环境的有力工具，从而可提供催化剂的精细结构信息。基于此，本文主要综述了这两项技术在原位研究各类能源电化学反应中的应用。ORR中的应用：图1. ORR反应原位电化学拉曼光谱图 (a) Pt (111), (b) Pt (100), (c) Pt (110), (d) Pt (311), (e) Pt (211), 氧气饱和的0.1 M HClO4溶液。(f) 0.8 V (vs. RHE)时，不同单晶表面ORR的电化学拉曼光谱图比较。(文中出现的Figure 2)05全文小结1. 本文综述了原位拉曼光谱与X射线吸收光谱的发展，以及它们在原位研究能源电化学反应过程中的优势；2. 本文针对一系列重要的电催化反应，详细阐述了目前存在的研究难点，同时通过代表性的研究案例，揭示了原位拉曼光谱以及X射线吸收光谱在各电催化反应中的具体应用以及其解决的难题；3. 针对目前原位拉曼光谱和X射线吸收光谱存在的缺点与不足，进行了详细的讨论，并对其未来的发展方向以及关键性技术进行了展望。赛纳斯SHINS推出的全新科研型电化学拉曼系统“EC Raman光谱仪系统”。由恒电位仪、便携式拉曼光谱仪、显微成像系统组成。它具备超高的谱图分辨率，与大型台式拉曼系统相当。并且它的尺寸更小，方便携带。可在任何地方提供科研级的性能。强大的功能和独特的设计，为你的研究提供更多的可能性。智能的自研软件助您轻松应对各种测试，是您实验数据的强有力保障。全新EC-RAMAN电化学拉曼系统

日前，由中国化学会电化学专业委员会会刊《电化学》、蔡司集团与厦门超新芯科技有限公司联合举办的第一届原位电化学显微分析论坛于厦门召开。蔡司显微镜携手厦门超新芯科技公司首次公开发布创新型原位液体电化学显微解决方案。本届论坛以“探微寻真‘液’视界”为主题，聚焦于电化学与新兴的高时空分辨原位显微技术的结合。电化学显微分析是通过电子显微镜，观察分析电化学领域材料的微观结构，并实时监测材料在电化学反应过程中的结构演变规律，对于设计新材料、开发新能源具有重要的意义。来自中国科学院、清华大学、厦门大学等院校相关专家、学者和产业界人士围绕电化学显微分析中的基础、前沿、发展和应用问题开展深入交流与探讨。会上，蔡司显微镜携手厦门超新芯科技公司首次发布了具有高品质成像和先进分析功能的原位液体电化学扫描电镜解决方案。“蔡司集团将从在中国生产不断转向在中国研发。”蔡司大中华区副总裁、显微镜事业部负责人张育薪博士表示，此次蔡司集团与超新芯强强联合是蔡司聚焦新能源行业发展助力中国新能源科研创新的重要举措，是蔡司深入推进中国本土化创新战略的落地。中科院院士、厦门大学化学化工学院孙世刚教授表示，电化学是达成“双碳”目标的重要支撑学科，当前是电化学发展的黄金时期，希望业界进一步推动国内基础研究、产业、仪器公司密切合作，共同发展中国原创的新技术和方法，为新能源产业发展贡献力量。业内人士认为，此次合作是高端科学仪器行业里中国企业与国际仪器公司合作的一个成功案例，将助力新能源等领域的科研创新。

一、项目基本情况项目编号：JSTCC2200214610（SEU-ZB-220868）项目名称：东南大学理科平台原位热光电化学显微光谱成像系统采购项目预算金额：250.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：240.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量01原位热光电化学显微光谱成像系统1套合同履行期限：合同生效（关境内产品）或开具信用证（关境外产品）后6个月内安装调试合格。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无（本项目不属于专门面向中小企业采购的项目）3.本项目的特定资格要求：（1）本项目接受进口产品投标（注：本文件所称进口产品是指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品），对于采用进口产品投标的供应商，必须提供下列授权文件之一（原件或扫描/复印件）：① 该设备制造商出具的授权函；② 制造商的国内子公司或办事处出具的授权函；③ 制造商对授权的区域代理商出具的授权函及该区域代理商出具的授权函；④ 供应商取得的产品代理证书；（2）采购代理机构将通过“信用中国”网站（http://www.creditchina.gov.cn）中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn )查询供应商在采购公告发布之日前的信用记录并保存，通过以上查询渠道，供应商不得有被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录；（3）单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动；（4）为采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得再参加该采购项目的其他采购活动；（5）本项目不接受联合体投标。三、获取招标文件时间：2023年01月03日 至 2023年01月10日，每天上午8:30至11:30，下午14:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：江苏省南京市鼓楼区郑和中路118号D座16楼1612室（https://www.jstcc.cn/）方式：线上支付。有意向的供应商应在https://www.jstcc.cn/平台（新版）免费注册（具体步骤请参考登陆网页相关指南或使用手册，注册时的联系人须为负责本项目投标的联系人。本项目后续相关通知将通过https://www.jstcc.cn/平台直接发送给此联系人。供应商注册的联系人信息错误是其自身的风险，采购人及采购代理机构对此不承担责任。技术支持电话：4000580203，13696606237），线上支付并下载发票后，与采购代理机构联系后到江苏省南京市郑和中路118号D座16楼1612室领取纸质招标文件，电子版招标文件可在系统平台自行下载，其效力与纸质招标文件具有同等法律效力。提醒：供应商必须在上述招标文件发售截止时间前完成注册及购买招标文件线上支付事宜,否则系统到时即关闭,不再接受支付购买。售价：￥400.0 元，本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2023年01月30日 14点00分（北京时间）开标时间：2023年01月30日 14点00分（北京时间）地点：江苏省南京市鼓楼区郑和中路118号D座15楼1504室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、“申请人的资格要求：”中“1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；”具体为：（1）具有独立承担民事责任的能力，提供法人或其他组织的营业执照等证明文件，复印件加盖公章；（2）具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度，提供开标时间前的财务报表复印件加盖公章（法人或者其他组织成立未满六个月的可以不提供）；（3）具有履行合同所必需的设备和专业技术能力，提供证明材料或承诺函（自行编写）；（4）有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录，提供纳税凭据复印件加盖公章（依法免税的应提供相应文件说明）、依法缴纳社会保障资金的凭据复印件（凭据可以是缴费的银行单据、专用收据、社会保险缴纳清单或者所在社保机构开具的证明等，依法不需要缴纳社会保障资金的应提供相应文件说明）；（5）参加政府采购活动前三年内（成立时间不足三年的、自成立时间起），在经营活动中没有重大违法记录，提供声明函原件（自行编写，重大违法记录是指供应商因违法经营受到刑事处罚或责令停产停业、吊销许可证或者执照、较大数额罚款等行政处罚）。2、采购项目需要落实的政府采购政策：《政府采购促进中小企业发展管理办法》；《关于政府采购支持监狱企业发展有关问题的通知》；《关于促进残疾人就业政府采购政策的通知》；《关于调整优化节能产品、环境标志产品政府采购执行机制的通知》。3、因疫情防控需要，建议各供应商将投标文件通过顺丰或其它可靠方式，在投标截止时间前，寄送到江苏省南京市鼓楼区郑和中路118号D座16楼1612室，江苏省招标中心有限公司，具体快递收件人、联系电话见招标文件，文件寄出后，请发送短信到快递收件人联系号码告知：供应商名称+所投标项目编号+快递公司名称+快递单号，请考虑文件在途时间，投标文件必须在投标文件接收截止时间（投标截止时间）前寄送到。七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：东南大学地址：江苏省南京市玄武区四牌楼2号联系方式：物理学院：刘老师13022501618；实验室与设备管理处：刘老师 025-837926932.采购代理机构信息名称：江苏省招标中心有限公司地址：江苏省南京市鼓楼区郑和中路118号D座16楼1612室联系方式：徐凌云、顾建钧，025-83307682、832499243.项目联系方式项目联系人：顾建钧电话：025-83249924

p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 据Technavio最新报告数据，锂离子电池全球市场规模在2020-2024年期间有可能增长478.1亿美元，且市场的增长动力将在预测期内加速。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 无论是锂电实验室研究，还是商业化锂电失效分析，锂电材料关心的结构、动力学等性能，均与电池材料的组成与微结构密切相关，对电池的综合性能有复杂的影响。准确和全面的理解锂电池材料的构效关系需要综合运用多种检测技术。 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc2020/" target=" _blank" style=" text-align: center white-space: normal " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/31be3033-f2b6-4ee0-aa1b-18b601b8e62b.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 600" height=" 131" border=" 0" vspace=" 0" style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 131px " / /a /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 4月24日，锂电检测技术网络研讨会在线直播： /span /strong a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc2020/" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 点击免费报名参会 /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em " 锂电材料晶体结构表征手段主要包括 X 射线衍射技术（XRD）、扩展 X 射线吸收精细谱（ span style=" text-indent: 2em " EXAFS）、中子衍射（neutron& nbsp diffraction）、核磁共振（NMR）、电镜（EM）、拉曼散射（Raman）等。 /span /p p style=" text-indent: 2em " XRD是目前应用最为广泛的研究晶体结构的技术。XRD主流商业化产品中，进口品牌包括日本理学、布鲁克、马尔文帕纳科、岛津等；国产品牌包括丹东通达、丹东浩元、丹东奥龙、北京普析通用等。 /p p style=" text-indent: 2em " 近日，仪器信息网有幸邀请国产XRD生产厂商丹东通达分享了锂离子电池电化学原位XRD检测技术应用，及对应应用方案。 /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px " strong i 专题约稿|锂离子电池电化学原位XRD检测技术应用 /i /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " ——“锂电检测技术系列——晶体结构分析技术”专题约稿 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 作者：丹东通达科技有限公司 /span /p p style=" text-indent: 2em " 可充电电池的发展促成了电动汽车的复兴，同时电动汽车的快速发展推动着可充电电池技术的快速进步，随着研发的深入，传统的研究方法已经不能满足对电池反应过程，容量衰退机制，热失控原因的深入理解与探索。因此，人们开发出了一系列的原位研究技术，它们具有的动态，实时，直观等特点，因此可以用来对电池材料的形貌与结构演变，氧化还原反应过程，固态电解质界面膜进行监视和探索。电池原位研究方法主要包括In situ XAS、in situ XRD、in situ TEM、in situ AFM、in situ Raman、in situ SEM，NPD，IR,...，这些研究方法及测试技术占据基础研究和应用技术开发的主导地位，将锂离子电池技术的研究推到前所未有的深度和广度。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/02b4c206-68f3-4020-a35c-2a5c6a626391.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 丹东通达X射线多晶粉末衍射仪系列 /span /p p style=" text-indent: 2em " X射线衍射(XRD)是研究电极材料晶体结构性质的一种重要的工具,除此之外还能够用来研究化学反应的机理，在电化学系统之中,X射线衍射可以用于研究新型可充放电锂离子电池电极材料。 /p p style=" text-indent: 2em " 其实，原位XRD技术（In situ X Ray Diffraction，In situ XRD）早在20世纪60年代就已经运用到材料研究中，电池原位X射线衍射技术是指在电池的充放电过程中进行XRD扫描，主要可用来观察充放电过程中电极材料所发生的结构和物相转变，精确揭示电池反应机理。Thurston等最早设计的原位电池装置，利用同步辐射光源的硬X射线探测体电极材料，直接观察到晶格膨胀和收缩、相变及多相的形成。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 312px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d97ded1d-b7f3-45fe-80b9-cc7bc67801ef.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 450" height=" 312" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 首台国产X射线单晶衍射仪TD-5000& nbsp /span /p p style=" text-indent: 2em " 丹东通达科技有限公司长期致力X射线分析仪器的研究与生产工作，生产的TD系列x射线粉末衍射仪一直占据国内国产粉末衍射仪的销售及应用的大多数市场份额。同时丹东通达科技牵头与中山大学等单位合作承担国家重大科学仪器专项，研发第一台国产x射线单晶衍射仪，对晶体学及相关领域的科学研究具有重大意义。 /p p style=" text-indent: 2em " 丹东通达科技有限公司依据In situ XRD原位测试技术理论及市场需求，结合多年研发XRD经验，采用合作伙伴武汉市蓝电电子股份有限公司配套的LAND电池测试系统，在TD3500型衍射仪上进行改造调整，完成锂离子电池的原位XRD解决方案： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/85add2a7-cac7-451f-a75b-125d3ffce7fe.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-indent: 2em " 此方案是一种可以实现实时监测电极材料相变和结构演变的有效测试手段。依托TD-3500衍射仪及电池原位检测装置及电池测试系统完成测试整个过程是对同一个材料的同一片区域位置进行扫描分析，得到的谱图解析出信息（无论是晶胞参数、峰强度，还是其他参数）具有较高的可比性，可以得到一系列实时的结构变化信息，有助于深入认识材料在充放电过程中发生的反应，对如何改进材料具有较高的指导意义。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 315px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4b3a9c5d-5623-4d20-a342-abb6623341a1.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" width=" 450" height=" 315" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 通达科技原位解决方案： /span span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " LAND电池测试系统控制软件 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 290px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/90c15cce-e321-4711-9a6c-944ac8959d6e.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" width=" 500" height=" 290" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 通达科技原位解决方案：电池测试XRD控制软件 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/65934fbd-4c78-4381-a863-965291c9739c.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em " 通达科技原位解决方案：测试谱图 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 关于丹东通达科技有限公司 /strong /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 100px height: 85px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/e2c87797-a84b-42b0-8294-043ed51109f5.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" width=" 100" height=" 85" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " 丹东通达科技有限公司位于中朝边境——辽宁省丹东市。公司是国家高新技术企业、辽宁省双软企业、ISO质量体系认证企业，并获得多项发明专利及实用新型专利，是辽宁省政府、丹东市政府重点扶持的高科技企业，并于2013年5月15日成立院士专家工作站。公司是X射线分析仪器及无损检测仪器的专业生产企业，是2013年国家科技部【国家重大科学仪器设备开发专项】项目承担单位。 /p p style=" text-indent: 2em " 在国家重大专项资金的支持下，公司生产的TD系列分析仪器及TD系列无损检测仪器均已接近或达到世界先进水平，广泛应用于化学、化工、机械、地质、矿物、冶金、建材、陶瓷、石化、药物等材料研究领域。产品除了满足国内用户的需求外，还远销美国、韩国、阿塞拜疆等国家。 /p p style=" text-indent: 2em " 公司加大科技投入，已完成分析仪器及无损检测仪器两大系列产品的系列化工作。分析仪器包括：TD系列X射线衍射仪、台式X射线小型衍射仪、X射线荧光光谱仪、X射线衍射/荧光一体机、X射线晶体定向仪、多功能全自动蓝宝石晶体定向仪、X射线晶体分析仪、激光粒度仪等产品；无损检测仪器包括：便携式X射线探伤机、移动式X射线探伤机、X射线实时成像系统、微焦点X射线检测系统、TD系列X射线管道爬行器及X射线管等产品。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 附：锂电检测系类专题约稿征集中 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 为促进锂电检测技术发展，近期，器信息网结合锂离子电池检测项目品类，从2019年起策划组织系列锂电检测系列专题报道，为专家、仪器设备商、用户搭建在线网上展示及交流平台。 /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " （锂电检测系列专题内容约稿征集进行中，欢迎投稿： /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " 15311451191，yanglz@instrument.com.cn /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " ） /span /p table border=" 0" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" white-space: normal " tbody tr class=" firstRow" td width=" 53" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " strong span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 系列序号 /span /strong /p /td td width=" 359" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " strong span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 锂电检测技术系列专题主题 /span /strong /p /td td width=" 126" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " strong span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 专题链接 /span /strong /p /td /tr tr td width=" 53" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 1 /span /p /td td width=" 359" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 锂电检测技术系列——电性能检测技术 /span /p /td td width=" 126" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/lidian1" 【链接】 /a /span /p /td /tr tr td width=" 53" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 2 /span /p /td td width=" 359" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 锂电检测技术系列——形貌分析技术 /span /p /td td width=" 126" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/lidian2" 【链接】 /a /span /p /td /tr tr td width=" 53" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 3 /span /p /td td width=" 359" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 锂电检测技术系列——成分分析技术 /span /p /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/lidian3" 【链接】 /a /span /p /td /tr tr td width=" 53" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 4 /span /p /td td width=" 359" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 锂电检测技术系列——晶体结构分析技术 /span /p /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: Arial, sans-serif color: rgb(68, 68, 68) " 5 /span span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 月上线 /span /p /td /tr tr td width=" 53" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 5 /span /p /td td width=" 359" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 锂电检测技术系列——X射线光电子能谱分析技术 /span /p /td td rowspan=" 2" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 即将上线 /span /p /td /tr tr td width=" 53" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 6 /span /p /td td width=" 359" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" font-size: 12px font-family: 宋体 color: rgb(68, 68, 68) " 锂电检测技术系列——安全性和可靠性分析仪器及设备 /span /p /td /tr /tbody /table p style=" text-indent: 2em " br/ br/ /p

一、项目基本情况项目编号：OITC-G240261656-2项目名称：中国科学院2024年仪器设备部门批量集中采购项目预算金额：1225.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：1225.000000 万元（人民币）采购需求：1、采购项目的名称、数量：包号货物名称数量（台/套）用户单位采购预算（人民币）最高限价（人民币）是否允许采购进口产品17超快速超灵敏转盘共聚焦系统1中国科学院分子植物科学卓越创新中心305万元305万元是包号货物名称数量（台/套）用户单位采购预算（人民币）最高限价（人民币）是否允许采购进口产品18原位电化学反应可视化共焦光学显微镜1中国科学院上海硅酸盐研究所300万元300万元是包号货物名称数量（台/套）用户单位采购预算（人民币）最高限价（人民币）是否允许采购进口产品27聚焦离子束双束微纳加工表征系统1中国科学院赣江创新研究院620万元620万元是投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年07月25日 至 2024年08月01日，每天上午9:00至11:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：www.oitccas.com；北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层方式：登录“东方招标”平台www.oitccas.com注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国科学院赣江创新研究院　　　　　地址：江西省赣州市科学院路1号　　　　　　　　联系方式：刘老师,0797-2130625，caigou@gia.cas.cn　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层　　　　　　　　　　　　联系方式：张维 王淑文 耿佳,010-68290549/0513/0515，wzhang@oitc.com.cn　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：张维 王淑文 耿佳电　话：　　010-68290549/0513/0515

【研究背景】富镍三元层状材料NMC(LiNixMnyCo1−x−yO2，x0.6)因具有能量密度高，成本低等优点成为锂离子电池中应用前景广阔的正极材料。但其较差的结构稳定性导致循环性能不理想，极大地限制了该类材料在的广泛应用。目前商业化的富镍正极材料大多是由纳米级别一次颗粒团聚而成的几到十几微米左右的二次球型多晶材料。在实际使用时反复脱嵌锂过程中，尤其是在深度充放电中，由于一次颗粒各向异性的体积变化引起的机械应力会诱导NMC沿着内部晶界产生晶间裂纹，导致二次颗粒破碎而失去电化学活性，阻碍离子扩散和电子传输，引起电池性能衰退。这种正极材料体相行为已经受到研究者的广泛关注，但其中针对单个颗粒内部的充放电性能和内部裂纹形成与演变之间的关系一直难以窥探。近年来，原位透射电子显微镜(in-situ TEM)表征手段已被广泛用于研究电池纳米电极材料中的电化学和力学之间关联耦合问题，并获得了原子尺度下耦合效应导致的表面相转变以及裂纹形成扩展的微观结构信息，加深了对电极材料失效机制的理解，但该方法研究的单体电极材料在百纳米厚度范围，引入的原位电化学反应也并不符合实际的电池工况环境（粘结剂/颗粒接触）。而原位扫描电子显微镜(in-situ SEM)兼具较大的样品安装空间，低损伤，对环境真空度要求低等优点，通过构建接近锂离子电池实际工况条件，可以在微纳米尺度原位观察块体电极在循环过程中的形貌和结构演变。目前已经少量报道关于运用原位SEM技术研究锂离子电池电极块体结构变化的实验方法和结果，但是在接近锂离子电池实际工况条件下能够用到单颗粒电极行为的研究方法还未见报道。更重要的是，目前普遍认为二次颗粒级NMC内部裂纹的产生是性能衰退的主要原因之一，但是单颗粒NMC在电池循环中裂纹形成早期阶段以及扩展路径还未被直接观察到。【成果简介】为了探究循环过程中富镍二次颗粒内部体相微结构的演变过程，近日，北京工业大学材料与制造学部张跃飞研究员和吕俊霞副研究员等人通过构建扫描电镜-电化学工作站联合测试系统，以LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NMC-811）正极为研究对象，开展了电池工况条件下的原位扫描电子显微学研究。在纳米级分辨水平实时观察到了富镍正极NMC-811二次颗粒在充放电循环过程中内部微裂纹形成与扩展的演变过程，表征了不同电压窗口下正极材料裂纹的产生过程，发现了高电压充放电裂纹更容易形成，初始裂纹均形核于颗粒内部，并沿着晶界向外扩展。直接的实验证据研究表明NMC-811二次颗粒内部裂纹形成后随充放电循环次数呈现“生长-暂停-生长”的周期性扩展规律。这些结果在纳米分辨水平展示了层状正极材料充放电早期裂纹产生的全景图像，对进一步提升NMC-811的循环寿命提供了直接实验依据。这项工作以题为“Real-Time Observation of Chemomechanical Breakdown in a Layered Nickel-Rich Oxide Cathode Realized by In Situ Scanning Electron Microscopy” 发表在国际顶级期刊ACS Energy Letters，IF：19。博士研究生程晓鹏为本文第一作者，共同第一作者为李永合博士（德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）洪堡博士后），其他主要参与作者曹天赐，吴睿，王明明均为北京工业大学在读博士生。【图文导读】图1图1扫描电镜(SEM)-电化学工作站观察真实电池循环中单个富镍NMC-811正极颗粒内部变化的装置示意图。该原位电池结构和组成与真实扣式电池一致，包括锂负极，隔膜，和NMC正极。两侧的Cu和Al集流体通过特制接口连接到外部电化学工作站。为保持更加接近商业化电池的液态反应环境，采用饱和蒸汽压极低的离子液作为电解质，从而能够维持在电镜高真空环境中稳定传输锂离子。同时采用特制夹具固定电极施加压力，装置上方敞口，用于原位扫描观察形貌，颗粒截面通过聚焦离子束(FIB)技术切割制备得到。图2图2 (a) NMC-811电极恒流充放电曲线。(b-d) 在截止电压为4.1V时，充放电循环第1圈和第3圈时对应的颗粒截面SEM图像，显示低电压下循环近4000分钟，颗粒保持完好状态。(e-g) 将截止电压提高到4.7V，充放电循环第5圈和第6圈时对应的颗粒截面SEM图像，箭头指示将电压提高后循环过程中颗粒中心形成裂纹。图3图3 在高截止电压4.7V下对NMC-811电极在循环过程中的原位观察。(a) 充放电曲线。(b-h) 不同充放电循环圈数下颗粒内部的SEM图像，对应(a)图中的箭头所示位置，比例尺为5µm。(i) 基于灰度直方图得到的分割图像，红色代表裂缝区域。(j) NMC-811二次颗粒内部形成的裂纹长度和总裂纹面积随循环次数变化关系。(k)电化学循环过程中NMC-811二次颗粒裂纹生长扩展的理论模拟结果。图4图4 (a，b，c) 初始NMC-811颗粒的HAADF-STEM表征以及层状结构的晶格示意图。(d，e，f) 在4.7 V下，循环10圈后NMC-811颗粒的HAADF-STEM表征以及岩盐石结构的晶格示意图。可以看到高电压循环后明显的树枝状裂纹出现在颗粒中心，并沿一次晶粒的晶界扩展。 图5图5 (a) NMC-811二次颗粒在4.1V和4.7V截止电压下内部微观结构演变的示意图。(b) 有限元模拟不同荷电状态下的等效应力分布示意图。核心区域随机排列的晶粒之间产生相对较大的失配应变，使更高的应力集中在晶界。这种高集中应力(1.5 Gpa)对于弱晶界很难维持，从而导致晶间裂纹的萌生和扩展。【总结和展望】充分理解电池材料中复杂的反应机制，才能有效促进开发高能量密度和长寿命的锂离子电池，在这里我们利用in-situ SEM先进表征手段对富镍正极材料的衰退机理进行了深入挖掘。通过在SEM中搭建接近工况条件的液态原位电池，以富镍正极NMC-811二次颗粒为研究对象，实现了单个NMC-811颗粒体相微结构变化的可视化观察，揭示了其内部电化学循环诱发力学失效引起的裂纹形成及扩展机制。实验结果表明二次颗粒在循环过程中内部裂纹产生与电压窗口有着密切关系：在较低的循环电压 4.1 V 条件下，颗粒内部不易有微裂纹产生，然而将循环电压提高到 4.7 V，在循环的初期颗粒内部已经逐渐产生裂纹，并且裂纹从二次颗粒中心区域开始形成，逐渐延伸扩展到表面。有限元模拟结果表明颗粒内部核心区无序排列的晶粒之间会在晶界处产生相对较大应力集中，脱嵌锂过程中会诱导核心区域率先开裂，并在后续重复循环过程中扩散到整个颗粒。通过对裂纹长度和面积的统计，结果表明裂纹生长呈现“生长-暂停-生长”的机制，与理论模拟结果一致。进一步结合透射电镜测试表明在裂纹尖端处存在明显的阳离子混排，形成厚度约为10 nm相变层，是诱导裂纹的进一步扩展的主要原因。该研究工作测试了锂离子电池体相失效的关键驱动因素，将进一步丰富对富镍三元正极材料在长循环过程中失效行为的认知。同时本工作构建的in-situ SEM-电化学工作站联合测试实验方法，可进一步推广到全固态电池，锂金属电池等体系中，可以在微纳米尺度定量化揭示在不同工况条件下相关材料的失效机制，为全面理解高性能电池材料的充放电工作机制提供重要的参考依据。Xiaopeng Cheng, Yonghe Li, Tianci Cao, Rui Wu, Mingming Wang, Huan Liu, Xianqiang Liu, Junxia Lu, and Yuefei Zhang. Real-Time Observation of Chemomechanical Breakdown in a Layered Nickel-Rich Oxide Cathode Realized by In Situ Scanning Electron Microscopy. ACS Energy Lett. 2021, DOI:10.1021/acsenergylett.1c00279

p 　　近日，中科院大连物化所能源研究技术平台核磁技术研究组(DNL2004)自主研制一套电化学-液体核磁共振联用装置，已成功实现二氧化碳电还原、乙醇和葡萄糖电氧化的核磁共振原位表征，现向所内外开放检测服务。 /p p 　　核磁共振是一种无损的检测方法，不会对测量体系产生干扰，同时核磁共振具有极高的能量分辨率，可以分辨被检测原子周围微小的化学环境变化，因此十分适合用于原位检测。但其局限在于其质量灵敏度低，测量信号时要求样品的量较多。电化学-核磁共振(EC-NMR)是一类结合电化学和核磁共振方法、可实现亚赫兹谱分辨率或微米范畴空间分辨率(磁共振成像)的原位光谱电化学检测技术。其中，电化学-液体核磁共振通过恒电位仪监测调控电化学反应中电势电流的变化，同时通过液体核磁共振提供电化学反应中间体和产物、反应动力学等信息，实现电化学和核磁共振数据的平行采样。电化学-液体核磁共振原位检测可广泛用于评价电催化剂、辅助了解电催化反应机理和实时监测反应动力学等，在燃料电池、二氧化碳电催化转化和平台化合物制高值化学品等方面有广阔的应用前景。 /p p 　　电化学与核磁联用最大的挑战在于电化学中必不可少的电流会严重降低核磁共振检测回路的品质因素，使得核磁共振的质量检测灵敏度进一步降低。同时，电化学体系中导电的电极材料也会降低核磁共振的灵敏度，体系的均匀性也会受到影响。 /p p 　　在研制过程中，物化所该团队通过屏蔽线缆和低通滤波器等措施，解决了核磁共振和恒电位仪之间的相互干扰；通过三电极和核磁管的特殊设计，提高了检测灵敏度和谱峰分辨率。该装置具备二氧化碳/氮气等气氛下电催化核磁共振原位检测和电催化剂低温反应监测与评价能力。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/7b286222-a7e5-4076-b33c-da6c4d034fa6.jpg" title=" W020200723347476254754.jpg" alt=" W020200723347476254754.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 利用自研电化学-液体核磁共振联用装置获得的原位表征谱图 /strong /p

p 　　锂离子电池电极过程一般经历复杂的多步骤电化学反应，并伴随化学反应，电极是非均相多孔粉末电极。为了获得可重现的、能反映材料与电池热力学及动力学特征的信息，需要对锂离子电池电极过程本身有清楚的认识。 /p p 　　电池中电极过程一般包括溶液相中离子的传输，电极中离子的传输，电极中电子的传导，电荷转移，双电层或空间电荷层充放电，溶剂、电解质中阴阳离子，气相反应物或产物的吸附脱附，新相成核长大，与电化学反应耦合的化学反应，体积变化，吸放热等过程。这些过程有些同时进行，有些先后发生。 /p p 　　电极过程的驱动力包括电化学势、化学势、浓度梯度、电场梯度、温度梯度。影响电极过程热力学的因素包括理想电极材料的电化学势，受电极材料形貌、结晶度、结晶取向、表面官能团影响的缺陷能，温度等因素。影响电极过程动力学的因素包括电化学与化学反应活化能，极化电流与电势，电极与电解质相电位匹配性，电极材料离子、电子输运特性，参与电化学反应的活性位密度、真实面积，离子扩散距离，电极与电解质浸润程度与接触面积，界面结构与界面副反应，温度等。 /p p 　　为了理解复杂的电极过程，一般电化学测量要结合稳态和暂态方法，通常包括3个基本步骤，如图1所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a9afc2e6-64ea-4948-82ad-3215bccf8bd5.jpg" title=" 001.jpg.png" alt=" 001.jpg.png" / /p p 　　 strong 1 电化学测量概述 /strong /p p 　　1.1测量的基本内容 /p p 　　电化学测量主要研究电池或电极的电流、电势在稳态和暂态的激励信号下随外界条件变化的规律，测量反映动力学特性的参数。 /p p 　　1.2测量电池的分类及特点电化学测量一般采用两电极电池或三电极电池，较少使用四电极电池。 /p p 　　1.2.1两电极电池如图2所示，蓝色虚线框所示是一个典型的两电极电池的测量示意图，其中W表示研究电极，亦称之为工作电极(workingelectrode)，C是辅助电极(auxiliaryelectrode)，亦称之为对电极(counterelectrode)。锂电池的研究中多数为两电极电池，两电极电池测量的电压(voltage)是正极电势(potential)与负极电势之差，无法单独获得其中正极或负极的电势及其电极过程动力学信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/42e77e09-6d49-4696-a71d-981ad1f27239.jpg" title=" 002.jpg.png" alt=" 002.jpg.png" / /p p 　　1.2.2三电极电池与电极电势以及极化电流的测量图2是一个三电极电池示意图，W和C分别是工作电极和对电极(同上)，R是参比电极(referenceelectrode)。W和C之间通过极化电流，实现电极的极化。W和R之间通过极小的电流，用于测量工作电极的电势。通过三电极电池，可以专门研究工作电极的电极过程动力学。 /p p 　　由于在锂离子电池中，正极和负极的电化学响应存在较大差异，近年来通过测量两电极电池电压电流曲线，对曲线进行dQ/dV处理，结合熵的原位测量，也能大致判断电池的电流或电压响应主要是与负极还是与正极反应有关。 /p p 　　1.3参比电极的特性及门类参比电极的性能直接影响电极电势的准确测量，通常参比电极应具备以下基本特征：①参比电极应为可逆电极 ②不易被极化，以保证电极电势比较标准和恒定 ③具有较好的恢复特性，不发生严重的滞后现象 ④具有较好的稳定性和重现性 ⑤快速暂态测量时，要求参比电极具有较低的电阻，以减少干扰，提高测量系统的稳定性 ⑥不同的溶液体系，采用相同的参比电极的，其测量结果可能存在差异，误差主要来源于溶液体系间的相互污染和液接界电势的差异。 /p p 　　常用的水溶液体系参比电极有可逆氢电极、甘汞电极、汞-氧化汞电极、汞-硫酸亚汞电极等 常用的非水溶液体系参比电极有银-氯化银电极、Pt电极以及金属锂、钠等电极。此外，也可以用银丝、铂丝做准参比电极，或者采用电化学反应电位稳定的溶解于电解液的二茂铁氧化还原电对。关于准参比电极细节可参考A.J.Bard编著的《ElectrochemicalMethods》。 /p p 　　1.4研究电极的门类及特性电化学测量中常用的研究电极主要有固体电极、超微电极和单晶电极。一般电化学研究所指的的固体电极主要有Pt电极和碳电极。其中碳电极包括热解石墨、高定向热解石墨(HOPG)、多晶石墨、玻璃化碳、碳纤维等。固体电极在使用时需要对其表面进行特殊处理，以期达到较好的重复性。常规的处理步骤为：①浸泡有机溶剂，除去表面吸附有机物 ②机械抛光，初步获取较高的表面光洁度 ③电化学抛光，除去电极表面氧化层及残留吸附物质 ④溶液净化，保证溶液的纯度，消除溶液中的杂质对测量结果的影响。 /p p 　　此外，超微电极和单晶电极以其独特的性质，近些年来也得到了较广泛的应用。前者可以快速获得动力学参数，且对待测材料的量要求很低，可以避免黏结剂、导电添加剂的干扰。后者可以精确获得溶剂吸脱附、表面结构、结晶取向等对电极过程动力学的影响。 /p p 　　在锂离子电池的研究中，固体电极包括含有活性物质的多孔粉末电极、多晶薄膜电极、外延膜薄膜电极、单颗粒微电极以及单晶电极等，多数测量时采用多孔粉末电极。 /p p 　　1.5电极过程电极过程一般情况下包括下列基本过程或步骤：①电化学反应过程:在电极/溶液界面上得到或失去电子生成反应产物的过程，即电荷转移过程 ②传质过程:反应物向电极表面或内部传递或反应产物自电极内部或表面向溶液中或向电极内部的传递过程(扩散和迁移) ③电极界面处靠近电解液一侧的双电层以及靠近电极内一侧的空间电荷层的充放电过程 ④溶液中离子的电迁移或电子导体、电极内电子的导电过程。 /p p 　　此外，伴随电化学反应，还有溶剂、阴阳离子、电化学反应产物的吸附/脱附过程，新相生长过程以及其它化学反应等。 /p p 　　锂离子电池作为一种复杂的电化学体系，其电极过程同样具备上述几个基本步骤。其工作原理如图3所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/93c5e038-8fe5-45b8-95cf-7a848c79c7c2.jpg" title=" 003.jpg.png" alt=" 003.jpg.png" / /p p 　　针对不同的电极材料及电极体系，上述基本过程可简化为锂离子电池中离子和电子的传输及存储过程。所涉及的电化学过程有电子、离子在材料的体相、两相界面和(solidelectrolyteinterphase，SEI)的形成等过程。典型的电极过程及动力学参数有：①离子在电解质中的迁移电阻(Rsol) ②离子在电极表面的吸附电阻和电容(Rad，Cad) ③电化学双电层电容(Cdl) ④空间电荷层电容(Csc) ⑤离子在电极电解质界面的传输电阻(Rincorporation) ⑥离子在表面膜中的输运电阻和电容(Rfilm，Cfilm) ⑦电荷转移(Rct) ⑧电解质中离子的扩散电阻(Zdiffusion) ⑨电极中离子的扩散(Zdiffusion)——体相扩散(Rb)和晶粒晶界中的扩散(Rgb) ⑩宿主晶格中外来原子/离子的存储电容(Cchem) 相转变反应电容(Cchem) 电子的输运(Re)。 /p p 　　上述基本动力学参数涉及不同的电极基本过程，因而具有不同的时间常数。典型的电池中的电极过程及时间常数如图4所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/15e1c68c-99dc-4dd3-baf5-27e2c29a2754.jpg" title=" 004.jpg.png" alt=" 004.jpg.png" / /p p 　　1.6电化学极化的类型及其特征1.6.1极化的类型及其特征在施加了外来电场后，电池或电极逐渐偏离平衡电势的状态，称之为极化。在不具有流动相的电池中，存在着3种类型的极化：①电化学极化——与电荷转移过程有关的极化，极化的驱动力是电场梯度 ②浓差极化——与参与电化学反应的反应物和产物的扩散过程有关的极化，极化的驱动力为浓度梯度 ③欧姆极化——与载流子在电池中各相输运有关的极化，驱动力是电场梯度。 /p p 　　若还存在其它基本电极过程，如匀相或多相化学反应过程，则可能存在化学反应极化。 /p p 　　极化电势与平衡电势的差值的大小被称之为过电势。 /p p 　　1.6.2极化的影响因素各类极化的影响因素如下。(1)电化学极化的大小是由电化学反应速率决定的，电化学极化电阻(Rct)的大小与交换电流密度(io)直接相关。受多种因素影响，包括电极电位、电极电位与电解质电化学势差、反应物与产物的活度、参与电化学反应的电极的真实表面积、结晶取向、有序度、表面电导、反应温度、催化剂催化特性、电化学反应的可逆性等。 /p p 　　电化学极化的电流与电势在一定的电流电压范围内一般符合Tafel关系，log(i)与过电势成正比。 /p p 　　(2)浓差极化与传质粒子的扩散系数有关。电池中的扩散过程可以发生在电极材料内部，多孔电极的孔隙中，以及电解质相中，参与扩散的可以是多种带电或中性粒子。涉及扩散的粒子流的流量一般符合菲克扩散定律，与扩散系数及浓度梯度有关。由于电池是非均相体系，扩散系数与浓度梯度是空间位置的函数，在电化学反应的过程中，会随时间变化。传质的快慢与传质距离的平方成正比。 /p p 　　浓差极化过电势hcon与电流i，极限电流il的关系符合对数关系，hcon=RT/nF´ ln[(il-i)/il]。在过电势较小时，hcon=-RTi/nFil。 /p p 　　(3)欧姆极化的大小是由电池内部涉及到电迁移的各类电阻之和，即欧姆电阻决定的。欧姆极化过电势与极化电流密度成正比。 /p p 　　 strong 2 小结与展望 /strong /p p 　　电化学表征技术在锂离子电池中有着非常广泛的应用，而电化学表征方法也非常之丰富，除了文中介绍的几种方法外，还有诸如 PSCA、CPR、CITT、RPG 等。随着实际应用的需要，新的电化学表征方法，特别是与其它表征技术结合形成的各类原位测量技术，正在迅速发展。 /p p 　　电极过程动力学研究的目的是获得能反映电极材料本征动力学特性的参数值，例如电荷转移电阻、扩散系数、交换电流密度，膜电阻等，并掌握该参数值随不同充放电深度(嵌脱锂量)以及温度的变化，从而能够理解、模拟、预测各类工况下及充电过程中电池极化电阻、电容的变化规律。而实验室在基础研究时往往采用粉末电极，导致在不同材料之间可靠的比较动力学参数基本不可能非常精确，除非材料的尺寸、粒度分布、表面官能团、导电添加剂、粘接剂、分散度、电极厚度、压实密度、体积容量得到了精确的控制和能实现高度的一致性。 /p p 　　相对于手工制作的电极，自动化设备制作的电极往往具有较好的一致性，更适合用来研究电极过程动力学。在基础研究时最好采用薄膜电极、微电极或单晶电极。 /p p 　　对于批量生产的电池，通过比较充放电曲线，分析直流极化电阻、固定频率的交流阻抗，开路电压等，可以获得表观的动力学参数，采用这些参数通过电化学模拟软件，可以将为准确的预测电池各类工况下的荷电态、极化电阻、输出功率，成为电源管理系统软件的核心内容 。 /p p 　　事实上，锂离子电池涉及的电化学为嵌入电极电化学，有别于传统的电极不发生结构演化，电化学反应主要发生在电极表面的溶液电化学。电化学双电层(EDL)与空间电荷层(SCL)共存，在充放电过程中，离子将穿过 EDL 与 SCL，电荷转移往往发生在电极内部而非表面，电极为混合离子导体，电化学反应伴随着相变和内部传质，这与一般教科书上描述的的电化学反应体系、研究方法、数学模型存在显著差异，需要发展新的理论与实验方法。 /p p 　　 span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 文章摘自Energy Storage Science and Technology（储能科学与技术），2015,4（1），（凌仕刚，吴娇杨，张舒，高健，王少飞，李泓，中国科学院物理研究所） /i /span /p

近日，美国化学会分析化学分会公布了2022年度电化学奖, 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室副主任任斌教授因在高时空分辨电化学光谱仪器方法方面的贡献成为该年度获奖人，这也是该奖项首次授给亚洲国家学者。任斌教授任斌教授，厦门大学化学化工学院副院长，固体表面物理化学国家重点实验室副主任，国家杰出青年科学基金获得者，国家高层次人才计划获得者，国务院政府特殊津贴获得者。主持包括国家自然科学基金创新研究群体，科学仪器项目，重点项目，重大项目课题，国际合作交流项目以及国家重点研发计划课题等。长期致力于电化学针尖增强拉曼光谱和表面增强拉曼光谱方法发展和仪器研制，提升电化学原位光谱方法的空间分辨率、时间分辨率和检测灵敏度。迄今已发表 SCI论文300余篇，包括Nat. Nanotechnol.、Nat. Rev. Phys.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem.等期刊上的学术论文，总被他引24000余次，h-index为76（SCI）。现任美国化学会Anal. Chem. 副主编，J. Phys. Chem.、J. Chem. Phys.、《物理化学学报》、《中国化学》、《电化学》、《光散射学报》等学术刊物(顾问)编委；曾任中国物理学会光散射专业委员会主任，现任中国化学会电化学委员会物理电化学分会主席、国际电化学会物理电化学分会副主席，2021年入选国际电化学会会士。作为负责人主办多届“厦门大学电化学暑期学校”。曾获中国化学会青年化学奖、首届中国电化学青年奖、国家自然科学奖二等奖(第二完成人)等奖项。关于美国化学会分析化学分会电化学奖美国化学会分析化学分会电化学奖从1988年设立，以表彰对电化学领域做出以下突出贡献的学者：提出并实现独特和重要仪器方法，解释重要电化学现象和过程，出版有重要影响的研究论文或书籍。该奖项每年评出一位获奖人，迄今共有34位优秀的电化学家获得该奖项，国际著名的电化学家Allen Bard、Fred Anson等也曾是该奖项的获奖者。据悉，本届颁奖仪式将于2022年8月在美国芝加哥举行的ACS秋季会议上举行，获奖者将获邀在分析化学分会上做获奖报告。

近日，国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed（《德国应用化学》）在线发表了高等研究院陈素明教授课题组在结构导向的质谱分析方面最新研究成果。论文题为“Elucidation of Underlying Reactivities of Alternating Current Electrosynthesis by Time-resolved Mapping ofShort-lived Reactive Intermediates”。武汉大学为论文唯一署名单位，高等研究院万琼琼副研究员为论文的第一作者，陈素明教授、易红研究员为论文共同通讯作者。该工作通过构建具有时间分辨能力的Operando电化学-质谱分析装置，实现了电化学过程中活性中间体以及自由基异构体的结构和动力学解析，揭示了电化学反应的内在机制（图1）。图1.时间分辨的Operando电化学-质谱分析装置与电化学芳胺功能化反应质谱是对分子进行定性和定量的有力工具，但在实际的复杂研究体系中，常规的质谱分析方法很难实现深层次的结构解析和定量分析。其中，化学反应瞬态中间过程的分析就是一个巨大的挑战。电化学合成是合成化学的新兴领域，但是电化学反应过程的机理研究一直受限于短寿命活性中间体的捕获和结构分析鉴定。为了解决电化学中间过程分析的难题，本研究开发了一种具有超快时间响应的原位电化学-质谱分析装置，可以在电合成工况条件下时间分辨地解析电化学反应过程中的短寿命活性中间体。由于该装置可以最大程度地模拟直流电合成和交流电合成反应，因此通过全面解析电化学芳胺功能化反应过程中活性中间体的结构和动力学，揭示了交流电合成相对于直流电合成具有独特反应性的内在机制。包括：减少中间体的过度氧化/还原，促进氧化-还原电生活性中间体的有效反应，尤其是控制多步电合成反应过程中氮中心自由基的动力学来减少竞争反应。这些发现对于深入理解交流电合成反应的机理提供了关键的信息。此外，本研究还发展了一种解析反应过程中氮中心自由基异构体的新型分析策略。由于中性的氮中心自由基和胺自由基阳离子在质谱分析时都会呈现出相同质量的质子化离子峰，因此难以在质谱中进行区分。研究巧妙利用中性自由基能形成碱金属加合峰的特性，并通过时间分辨的电化学-质谱分析装置测定中性自由基和自由基阳离子的寿命差异，从而准确地分辨出了反应过程中的氮中心自由基异构体。该方法不仅揭示了电化学芳胺功能化过程中隐藏的自由基反应历程，而且提供一种氮自由基异构体解析的通用方法，从而可以深入理解氮中心自由基的反应动力学。据悉，该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目经费的支持，雷爱文教授课题组为该工作提供了电化学实验装置支持。

近日，中科院长春应用化学研究所在电化学分析仪器及联用技术的研制与开发方面取得系列成果，自主研发的快速生化需氧量检测仪、微型电化学系统、电化学原位膜导电性测量仪和电化学原位表面等离子体共振分析仪四种电化学分析仪器，灵敏度高、响应快、寿命长、可动态在线检测，其主要性能指标均达到国际先进水平，并填补了该领域多项国内外空白。 　　电化学方法作为一种具有简便、快速、准确、灵敏度高等优点的分析检测及表征手段，在科研和生产中占据着较为重要的地位。电化学分析仪器已在分析实验室中广泛应用。但目前国内分析仪器，尤其是高精尖分析仪器，较大份额仍然依赖进口，一些急需的专用仪器尚属空白。因此进一步开发具有我国自主知识产权的新型电化学传感器、检测器和功能联用接口仪器是当前科技生产的迫切需求。 　　长春应化所电分析化学国家重点实验室的科研人员从生产、科研的实际需求出发，立足前沿领域，于2005年承担了吉林省科技厅科技发展计划项目“电化学分析仪器及联用技术的研制与开发”。他们以研究发展快速实时、灵敏、自动连续检测和经济适用、有自主知识产权的新型电化学传感器、检测器及电化学联用设备为目标，围绕电化学仪器设计方法，突出微型化、高性能等特点，开展电化学方法的联用研究，围绕环境监测、材料电化学分析、生物分析等应用领域，面向生化需氧量、原位膜导电性测量、表面等离子体共振测量，研制开发出四种电化学及电化学联用仪器设备。 　　采用新型的有机-无机杂化膜固定化材料，通过微生物现场培养的方法，实现了生化需氧量(BOD)的快速检测，该创新方法从传统的BOD检测时间5-7天缩短为1小时左右，并以此为基础开发出快速BOD检测仪 实现了电化学分析仪器的微型化设计，研制开发的微型USB2.0接口电化学系统，在电位控制精度、数据传输速度等主要指标上大大超过以往仪器，而体积仅如同一个手指大小，比传统仪器小2～3个数量级，又可方便地集成到各种分析仪器内，实现多种分析方法和电化学方法联用，具有较好的可扩展性，适用于野外和各种现场使用 采用自行设计的具有微小间隙的双带电极，实现了薄膜材料导电性的原位实时监测，并开发出时间分辨测量能力较高的电化学原位膜导电性测量仪器，并能用于膜导电性变化的动力学测量 采用自行设计位移传感器，提高了表面等离子体共振光谱(SPR)测量的时间分辨率，并以此为基础，将电化学方法集成联用，开发了电化学联用的表面等离子体共振光谱仪，实现了稳态及暂态电化学体系SPR信号的测量。 　　这四类电化学相关仪器的研发成功，丰富了基础科学的研究手段，并可广泛应用于环境检测、社会安全和科学研究等领域。同时能达到工业设计批量生产、实现商品化投向市场的要求，具有广泛的应用价值和广阔的市场前景。

7月19-26日，由厦门大学化学化工学院、固体表面物理化学国家重点实验室（厦门大学）、能源材料化学协同创新中心和厦门大学研究生院主办的2019厦门大学“电化学研究方法”暑期学校成功举办。来自国内外99所高等院校和科研院所的青年教师博后及研究生共200名学员参加了暑期学校的学习。瑞士万通作为本次暑期学校的协助者参与其中。“电化学研究方法”暑期学校讲座现场本期“电化学研究方法”暑期学校课程内容丰富全面。理论学习部分涵盖基础电化学、电化学研究方法、原位谱学电化学方法、扫描探针电化学方法、电催化原理和研究方法、化学电源原理和研究方法以及光电催化原理研究方法的讲授。在理论学习的同时，暑期学校还安排了系列电化学实验教学，其中瑞士万通参与了电化学交流阻抗技术、原位拉曼光谱技术等实验的教学，协助教师与学生顺利完成实验环节，有益于更深层次的理解电化学研究方法。学员们使用瑞士万通Autolab电化学工作站进行实验 关于Metrohm Autolab三十多年来，Metrohm Autolab恒电位/恒电流仪在品质，可靠性和耐用性方面，已经成为电化学领域的标杆！我们致力于为从事电化学研究的用户，提供最前沿的仪器，控制软件，附件和应用方案 。Metrohm Autolab为满足电化学研究的需要，提供一系列仪器，包括紧凑型，经济型仪器，灵活的模块化系统，以及可以同时测定多个样品的多通道工作站。

近日，大连化物所催化基础国家重点实验室汪国雄研究员和包信和院士团队在电化学合成氨研究中取得新进展，发展了一种原位衍生的高性能Cu纳米片催化剂，提出了Cu晶面串联催化促进电化学还原NO3-合成NH3的有效策略，并加深了对Cu催化剂上NO3-转化为NH3反应机制的理解。 　　电催化还原将硝酸盐(NO3-)污染物转化为高附加值的氨(NH3)，为氮资源循环利用提供了一种有前景的解决途径。NO3-转化为NH3需要经历复杂的多步质子电子转移过程，导致动力学速率缓慢，过电势高。同时，竞争性析氢反应(HER)降低了NH3法拉第效率及分电流密度。因此，硝酸盐电催化还原(NO3-RR)的关键是设计制备高活性、高选择性和高稳定性的催化剂。本工作报道了一种电化学原位衍生的高性能铜(Cu)纳米片催化剂，在流动相电解池中，该催化剂在-0.59 V vs. 相对可逆氢电极(RHE)条件下获得了665 mA cm-2的NH3分电流密度和1.41 mmol h-1 cm-2的NH3产率。该催化剂表现出700 h的高稳定性，在365 mA cm-2电流密度下，NH3法拉第效率保持在~88%。电化学原位谱学表征结果表明，氧化铜(CuO)纳米片在RR反应条件下被原位还原为金属Cu，提供了NO3-电化学还原的活性位点。物理化学和电化学表征以及密度泛函理论计算结果表明，原位衍生Cu纳米片的高性能归因于Cu(100)和Cu(111)晶面的串联催化作用。由于Cu的不同晶面上静电势的差异导致NO3-吸附强弱的差别，其中Cu(100)更容易吸附NO3-并促进其转化为NO2-，产生的NO2-随后迁移在Cu(111)上进一步还原，从而促进了NH3的生成。 　　相关工作近日以“Enhancing Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia over Cu Nanosheets via Facet Tandem Catalysis”为题发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。该工作第一作者是我所502组博士研究生付云凡和博士后王硕。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

p strong 仪器信息网讯 /strong 2017年10月，瑞士万通推出了SPELEC RAMAN 电化学拉曼仪，据悉，它是全世界首台一体式电化学拉曼光谱测试系统。 br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/2a4d6fe9-87c4-40b2-8415-36a9a4cafc53.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 429px height: 368px " width=" 429" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 368" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 瑞士万通 SPELEC RAMAN 电化学拉曼仪 /strong /p p br/ /p p 　　光谱电化学拉曼仪将一个光源、一个双恒电位仪/恒电流仪和一个光谱仪（UV/VIS 波长范围：350-1050 nm）组合在一个箱子中，并配有软件，可同步进行光学和电化学实验。 /p p 　　它内置激光源、光谱仪和双恒电位仪，真正同步实时采集电化学和拉曼光谱信号。在一个软件中同时显示拉曼光谱和电化学曲线（如循环伏安），测试曲线过程可记录、回放，提供单拉曼位移下拉曼强度与电极电位之间的关系图。SPELEC Raman提供丝网印刷电极（SPE）专用的电化学拉曼电解池，使得电化学拉曼测试操作变得十分简便，配套的具有表面增强拉曼光谱（SERS）效应的丝网印刷电极扩大了电化学拉曼测试的应用范围。 /p p br/ /p p strong 强大的电化学拉曼光谱分析 /strong /p p 　　SPELEC RAMAN可实现电化学测量与拉曼光谱采集同步完成，因此获得原位反应物与产物信息。时间分辨的拉曼光谱随时采集谱图，中间过程一目了然。利用SERS（表面增强拉曼散射）效应可以检测不同氧化态的分子反应行为，使得光电化学分析成为不同应用领域的强大技术。SPELEC RAMAN是定量和定性分析的很好的解决方案。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/3751cab3-60c3-484b-a12f-3c8c9953fa07.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 600px height: 212px " width=" 600" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 212" border=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center " strong 5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)电化学反应过程中的拉曼谱图 /strong /p p & nbsp /p p strong 主要特点 /strong ： /p p ◆高度集成，结构紧凑，外形小巧 /p p ◆拉曼谱图与电化学数据同步测量与采集 /p p ◆功能强大的DROPVIEW SPELEC软件 /p p ◆表面增强拉曼散射技术实现高灵敏度与高重现性 /p p ◆可单独作为拉曼光谱仪或双恒电位/恒电流仪使用 /p p & nbsp /p p strong 典型应用 /strong ： /p p ◆新材料开发 /p p ◆腐蚀分析与研究 /p p ◆电池测试 strong br/ /strong br/ /p p strong br/ /strong /p

在本文，德祥将带您一起探索电化学的魅力，揭秘Vapourtec流动合成仪中的离子电化学反应器。这项创新反应器技术引领着有机卤化物交叉偶联领域，实现了Csp2-Csp3键合的突破。通过优化关键反应，预期产物收率达到81%！ 背景电化学作为与分子相互作用密切相关的方法之一，近年来受到广泛关注。有机卤化物交叉偶联的电化学途径，特别是Csp2-Csp3键合，对于拓展合成方法学、实现选择性和功能性、推动可持续化学发展以及在医药和材料科学中的应用具有重要的研究意义。2017年，辉瑞公司提出了一种还原型交叉偶联反应，用于在批处理电化学系统中构建Csp2-Csp3键。电化学方案被用来还原镍催化剂（根据文献，将NiII还原为Ni0或将NiIII还原为NiII）。 图1：苯基碘化物和烷基碘化物之间的还原型交叉偶联反应在下面为大家分享的实验案例中，利用Vapourtec Ion电化学反应器在连续流条件下对该反应进行了优化。实验设置所有实验都是使用配备R2C+泵模块以及新型离子电化学反应器的Vapourtec R系列进行的。 图2：实验装置示意图实验反应物 配体2-氨基吡啶盐酸盐（L1）； 烷基碘化物； NiCl2（DME）； NaI以及芳基碘化物。实验准备 1. 所有材料除了配体L1外，均从商业供应商购买。 2. 试剂溶液的制备在一个被真空处理后的20ml瓶中进行，加入各类试剂后混合搅拌。实验操作 1. 工作电极使用碳电极作为阴极，锌电极作为阳极； 2. 反应是在恒电流（0.02A）进行； 3. 工作温度:30℃和50℃，实验样品通过泵送模块泵入盘管反应器，再通过离子电化学反应器进行反应。 表1：反应条件与收率对比实验结果实验结果显示，当在室温下使用一定量的镍配合物和配体时，反应的产率仅为18%。而提高反应温度或者延长停留时间可以得到更高的产率。使用吡啶甲酰胺衍生物L1作为配体，可以得到最好的效果，产物产率最高可达81%。温度，反应时间和配体的选择都是影响产率的关键因素。使用离子电化学反应器成功地进行了试剂的转化和产物的收集，通过优化实验条件，实现了较高的收率。整个实验过程轻松简便，极大提高实验效率。Vapourtec Ion电化学反应器 Vapourtec推出与R和E系列流动化学系统兼容的Ion电化学反应器。这一创新设备利用流动微反应器提供的极大表面积与体积比，使得反应更加高效。Ion电化学反应器的多功能性使其成为研究者的理想选择： # 可加热或冷却（-10°C至100°C） # 可在高达5 bar的压力下工作（允许在溶剂沸点以上和气体混合物中工作） # 反应器体积可轻松调整，从0.15毫升到1.20毫升 # Vapourtec提供20种不同的电极，同时还可以获取特殊电极。离子电化学反应器控制器 Vapourtec流动合成仪的Ion电化学反应器为有机卤化物交叉偶联提供了一种前沿技术。通过这一创新反应器设备，化学家们能够更高效地构建Csp2-Csp3键合，开启全新的合成途径。Vapourtec英国Vapourtec是德祥科技旗下代理品牌之一。英国Vapourtec公司专业致力于研发和生产流动合成仪。目前在世界*制药公司中都有了Vapourtec的产品。其生产的R系列产品质量可靠、性能成熟，高效能模块系统可随您的流动化学生产能力的扩大而扩大，确保能满足您的业务发展需求。既能即刻发挥目前投资的效益，也能保障未来有足够大的选择地。新型的E 系列操作界面清晰、简单、触摸屏操控，开机即用式、无需培训或少量培训即可上手使用。同时针对性的反应器提高对应反应的效率。产品包含了E系列和R系列流动合成仪、光化学反应器、离子电化学反应器等。德祥科技德祥集团成立于1992年，总部位于香港特别行政区。作为卓越的科学仪器供应商和服务商,德祥服务于大中华区和亚太地区，每年都为数以千计的客户提供全套解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。作为深耕科学仪器行业的供应商与服务商，德祥现已服务于政府、高校、科研、制药、检测、食品、医疗、工业、环保、石化以及商业实验室等众多领域。公司目前在亚太地区设有13个办事处和销售网点，3个维修中心和1个样机实验室。2009至2021年间，德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度*代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为*的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每*都在使这个世界变得更美好！参考文献：[1] M. Yan, Y. Kawamata, and P. S. Baran, "Synthetic Organic Electrochemical Methods Since 2000: On the Verge of a Renaissance," Chem. Rev., vol. 117, no. 21, pp. 13230–13319, Nov. 2017.[2] R. J. Perkins, D. J. Pedro, and E. C. Hansen, "Electrochemical Nickel Catalysis for Sp2-Sp3 Cross-Electrophile Coupling Reactions of Unactivated Alkyl Halides," Org. Lett., vol. 19, no. 14, pp. 3755–3758, Jul. 2017.[3] M. Atobe, H. Tateno, and Y. Matsumura, "Applications of Flow Microreactors in Electrosynthetic Processes," Chem. Rev., vol. 118, no. 9, pp. 4541–4572, May 2018.[4] E. C. Hansen, D. J. Pedro, A. C. Wotal, N. J. Gower, J. D. Nelson, S. Caron, and D. J. Weix, "New ligands for nickel catalysis from diverse pharmaceutical heterocycle libraries," Nat. Chem., vol. 8, p. 1126, Aug. 2016.

【前言】近日,Angew在线发表了厦门大学李剑锋教授团队在设计用于氧还原反应的先进材料及改进催化剂的设计最 新综述文章。该论文综述了双金属纳米催化剂有序度对氧还原反应的影响。论文第 一作者为：Heng-Quan Chen,Huajie Ze,Mu-Fei Yue,论文共同通讯作者为：李剑锋教授，董金超副教授。【背景介绍】氧的电化学还原已成为电催化中最关键的反应之一。由于其缓慢的动力学和大的过电位，氧还原反应性能决定了燃料电池和金属空气电池的效率。因此，必须开发高效的催化剂来加速氧还原的反应动力学。经过多年的努力，研究人员已经开发出多种具有高活性的催化剂，如过渡金属碳化物/氧化物/硫属化物、M-Nx（金属-氮）复合材料、双金属合金和无金属碳基化合物。然而，考虑到活性和耐久性，BNs仍然被认为是最有前景的ORR电催化剂。因此，研究人员一直致力于优化BNs的性能。为了实现这一目标，研究人员已经开发了各种方法，包括但不限于尺寸/组分控制、应变工程、杂原子掺杂、结构/形状控制等。最近的研究表明，通过从无序到有序的热力学相变来精确控制 BN 中的原子排列（有序度）也非常重要。与其相应的无序类似物相比，大多数结构有序的BNs 可以表现出更高的 ORR 活性。然而，这种增加的活性的来源，目前仍简单地归因于有序结构中配体的明确组成，或者可预测的调控以及应变效应。由于缺乏对分子反应机理和结构-活性关系的深入了解，这阻碍了使用该有序度概念进一步开发更高效的 ORR 电催化剂。【图文解析】图1. (a) 具有不同有序度的AuCu BNs的XRD衍射图。已通过(111) 峰强度归一化；插图是不同AuCu BNs (110) 峰强度的比较。(b) 90%-AuCu 纳米颗粒的HAADF-STEM 图像。比例尺为 2nm。插图是所提出的有序AuCu模型，其中黄色原子为Au，红色原子为Cu。(c) 由XPS光谱计算的不同有序度AuCu BNs的表面Cu-Au比。(d) 在 Ar 饱和 0.1 M KOH 溶液中，不同有序度的 AuCu BNs的 CV 曲线。扫描速率为 10 mV/s。(e) 在O2 饱和 0.1 M KOH 溶液中，Cu/C、Au/C、商业 Pt/C 和 90%-AuCu的ORR 极化曲线。扫描速率为 10 mV/s，转速为 1600rpm。(f) 在 0.85 V 时，不同有序度AuCu BNs 的 E1/2和质量活性。图 2. (a) 使用 SHINES-卫星策略对 AuCu BN 上的 ORR 过程进行原位电化学拉曼研究的示意图。(b) SHIN 的 TEM 图像。比例尺，20 nm。(c) SHIN 复合材料上AuCu 的 TEM 图像。比例尺，20 nm。(d) O2 饱和的 0.1 M NaClO4+ 0.1 mM NaOH 溶液 (pH=10) 中，SHINs上 0%-AuCu BNs 的 ORR原位电化学拉曼光谱；测试范围为 1.1 到 0 V vs. RHE，间隔为 100 mV。(e) 不同电位下，SHINs上 0%-AuCu BNs 的 ORR原位 18O2 同位素拉曼光谱。*OH (f) 和 Oad (g) 在 0%-AuCu 上的计算结构示意图。红色、黄色、蓝色和白色球体分别是 Cu、Au、O 和 H 原子。图3. (a) O2 饱和的 0.1 M NaClO4 + 0.1mM NaOH 溶液 (pH=10) 中，SHINs 上30%-AuCu、60%-AuCu 和90%-AuCuBNs 的ORR 过程原位电化学拉曼光谱；测试范围为1.0 到 0 V，间隔为 100 mV。(b) 有序Au-Cu 位点上 *OH 的计算结构示意图。红色、黄色、蓝色和白色球体分别是Cu、Au、O 和 H 原子。(c) 不同有序度的AuCuBNs的 *OH 的拉曼位移和质量活性。红色星代表无序位点上的*OH，粉红色星代表有序位点上的*OH。图4.在U= 1.23 V (a) 和U = 0 V (b) 时，Au (111)、Cu (111) 和AuCu(111) 上ORR各步骤的自由能图。【总结与展望】基于上述结果，作者实现了对 AuCu BNs 有序度的精确控制，同时保持了相似的尺寸和形状。这使得系统研究BNs原子有序度对电催化的影响成为可能。在所有AuCu BNs中，高度有序的BNs表现出最好的ORR催化性能。借助SHINERS-催化剂卫星策略，作者进一步揭示了其内在反应机制。同位素实验和理论计算直接检测证实了，在 Au-Cu 位点上的关键 *OH物种中间体。光谱证据表明，对于*OH的吸附，在有序和无序结构中存在两种不同的Au-Cu位点，并且它们的比例会随着有序度的变化而变化。与无序位点相比，有序位点对氧的亲和力较低，可能对 ORR 过程更有利，因为它可以促进 *OH 的解吸。这一基础研究表明了精确控制 BNs 中的原子构型对于电催化的重要性。这一想法也可以应用于其他 BNs（甚至包括已广泛用于电催化的 Pt 合金），并且能够进一步获得具有突出性能优势的功能性 BNs。本篇论文利用厦门赛纳斯科技有限公司生产的EC-RAMAN仪器。赛纳斯SHINS推出的全新科研型电化学拉曼系统“EC Raman光谱仪系统”。由恒电位仪、便携式拉曼光谱仪、显微成像系统组成。它具备超高的谱图分辨率，与大型台式拉曼系统相当。并且它的尺寸更小，方便携带。可在任何地方提供科研级的性能。强大的功能和独特的设计，为你的研究提供更多的可能性。智能的自研软件助您轻松应对各种测试，是您实验数据的强有力保障。全新EC-RAMAN电化学拉曼系统

p 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 供稿：上海仪电科学仪器股份有限公司 /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 一、我国电化学发展历程 /strong /span /p p 　　电化学分析技术是一项古老而又年轻的技术，起源于1791年意大利医学教授发现金属可使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，1800年伏特制成第一个实用电池，开启了电化学研究的新时代。经过2个多世纪的发展，电化学技术取得的成就举世瞩目，极大地推动了科学的进步和社会的发展。中国改革开放40多年来，电化学技术快速发展，逐渐成为化学、生命、材料、物理、能源、交通、环境和信息等领域的广泛分析工具，对国民经济、国防建设、科学研究等有着至关重要的意义。 /p p 　　在20世纪80年代中期以前，我国的电化学分析基础方法已经建立起来，电化学仪表主要采用静电计管作为输入级，以指针式显示测量值的电化学仪表，如酸度计、自动电位仪、方波极谱仪、伏安和循环伏安仪等，制造厂商有上海雷磁、延边无线电厂等。从20世纪80年代中期到90年代初期，随着电子技术的发展和计算机的普及，我国开始研究电化学仪器的计算机控制技术和数据处理技术，如“雷磁”研制的电化学仪器开始采用计算机技术，电站水质分析仪系列荣获“国家推荐产品”称号，并圆满完成了国家“95”攻关项目电站水质分析仪系列产品计算机系统项目。90年代中期，我国的研究者在电化学分析化学理论和实验方法及测试技术方面进行了深入研究，我国的电化学仪器技术进一步发展，在专用和常用仪器方面，出现了一批我国自主研发生产的仪器，标志着我国电化学分析仪器工业已经具有一定规模的研究、开发和生产能力。到90年代末期，电化学工作站的研制，标志着我国已经完全掌握了电化学仪器技术。从90年代末期到21世纪，随着嵌入式微型计算机和网络技术的发展，电化学分析仪器逐渐向智能化、信息化、微型化、集成式发展，电化学和电分析的技术和方法也更成熟，国内很多企业和研究机构进行了相关电化学仪器的研制和试制，特别是芯片技术、超微电极、多通道技术、联用技术等均得到了深入的发展，标志着我国电化学技术达到国际水准。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 二、我国电化学分析技术和产品发展历程和特点 /strong /span /p p 　　与典型化学分析方法相比，电化学分析法具有高灵敏度、高准确度、宽测量范围、易操作、高自动化程度、低误差等特点。我国的电化学基本仪器(PH计、离子计、电导率和溶氧仪)，大致经历了以下4个发展阶段： /p p 　　第1代电化学仪表：采用静电计管作为输入级，用指针式电表显示测量值的电化学仪表。 /p p 　　第2代电化学仪表：采用运算放大器和A/D转换集成电路，用电位器调节进行校准的电化学仪表。 /p p 　　第3代电化学仪表：在第2代基础上，将一些标准数据储存在芯片中，采用软件技术进行自动校准，具备一些智能化功能的电化学仪表。 /p p 　　第4代电化学仪表：以多参数仪表为设计对象，硬件材料和操作模式更人性化和简单化，配套操作软件和配件，组成单参数、双参数或多参数的系列多功能多模块的电化学仪表，典型代表为雷磁DZS-708L多参数分析仪。仪器多以集成式、功能化、微型化和便携式为主要特点，如雷磁DZB-718L便携式多参数分析仪。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/fb176247-9ca8-434a-b820-e18763c3472a.jpg" title=" 1_副本.jpg" alt=" 1_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 图1 我国电化学发展阶段(以雷磁产品为例) /span /strong /p p 　　目前，虽然我国的电化学仪器很多技术和仪器可以达到国际水平，但是也有一些问题亟待解决。例如部分电化学仪器的一些基础部件和设备，在国内根本很难找到合格的加工企业，只能引进国外的设备和材料，导致生产成本较高 我国的电化学中低端产品生产线比较全面和丰富，但是高端产品线还需完善和改进。除此之外，若要成为电化学技术专家，做这个行业的国际标杆，国内企业的管理水平和创新水平，均有待于提高。 /p p style=" margin-bottom: 10px margin-top: 10px " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　三、未来电化学技术与产品的发展趋势 /strong /span /p p 　　21世纪是高新技术和网络信息化的时代，我国电化学技术的发展重点将围绕科研、生产、人类环境三大领域需求，向综合、联用、信息网络化发展，同时更趋微型化、集成化、自动化和智能化。重点开发的产品以技术含量高的中高端产品为主，用于水质检测、食品和药品检测、质量控制、人类健康和环境检测等多领域。快速、准确、稳定、安全、环保、便携、简单等将成为电化学产品的设计宗旨。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 四、“雷磁”发展历程和代表性电化学产品 /strong /span /p p 　　“雷磁”作为上海仪电科学仪器股份有限公司的自主品牌，创立于1940年，作为中国第一台pH计和第一支玻璃电极的诞生地，在科学仪器发展的道路上，已逐渐成长为电化学分析仪器领域的领军企业。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/d7170f16-1aed-4cd2-a094-f54e48e75024.jpg" title=" 2_副本.jpg" alt=" 2_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 图2 中国科学仪器行业泰斗朱良漪先生为“雷磁”题词 /span /strong /p p 　　1940年，荣仁本先生在永嘉路229弄8号设立雷磁电化研究室，从事于小型电化研究工作，制造涂料电阻，并开始电化学仪器的研制。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/7242930f-a420-4ddd-bfcf-135248c8db77.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 图3 电化学研究--电阻算尺和第一台pH计 /span /strong /p p 　　1953年，改名为雷磁电化仪器工业社，迁至威海路12弄14号，生产玻璃电极、酸度计。 /p p 　　1956年，雷磁电化仪器工业社在大合营高潮中被批准为公私合营，公私合营成立雷磁仪器厂。 /p p 　　1966年，改名为上海第二分析仪器厂。 /p p 　　1981年，在工商正式注册“雷磁”商标。 /p p 　　1983年，恢复“上海雷磁仪器厂“厂名。 /p p 　　2001年，按上海精密科学仪器公司实体化工作要求，变更为上海精密科学仪器有限公司雷磁仪器厂。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/2ae3b077-5560-4560-bb4c-c4cc82d1a0ee.jpg" title=" 4_副本.jpg" alt=" 4_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 图4 2011年新公司成立,仪电控股领导和嘉定区领导为新公司揭牌 /span /strong /p p 　　2011年，经上海国资委批准，上海仪电控股公司决定，雷磁仪器等资产，经市场评估后注入上海仪电控股(集团)公司旗下上海仪电电子(集团)有限公司，转制成立“上海仪电科学仪器股份有限公司”。 /p p 　　2015年，按照仪电集团转型发展战略，作为优质资产被纳入上海仪电(集团)有限公司旗下的上市公司云赛智联股份有限公司(股票代码600602)，成为智慧城市建设中检测感知业务的主体之一。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/bf0830f6-203d-4f74-a478-e99a434037a2.jpg" title=" 5_副本.png" alt=" 5_副本.png" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 图5 雷磁代表性电化学产品：台式引领版系列 /span /strong /p p 　　产品是核心竞争力，雷磁通过不断技术突破和产品的更新换代，在电化学分析仪器产品线上不断进步，引领国内电化学技术不断发展，逐渐形成围绕水质分析的一个完整的产线结构。其中，电化学最具代表性产品为引领版系列，包括实验室单数数和多参数引领版产品、便携式单数数和多参数引领版产品。引领版系列产品由于功能齐全、技术领先、操作方便，成为电化学高端主流产品之一。美观流行的彩色触摸屏设计、合理的操作界面布局、强大的智能操作系统和高精度级别的技术参数成为引领版系列产品的突出优势。除此之外，引领版系列中的多参数仪表，可同时支持四个模块(pH计、电导率仪、溶解氧仪、离子计)，实现四通道测量，该技术国际领先，促进了我国电化学产品一体化、智能化和功能化的发展。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/dd3dfc68-c95c-4a2f-aa99-e003b4f11424.jpg" title=" 6_副本.png" alt=" 6_副本.png" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 图6 雷磁代表性电化学产品：便携式引领版系列 /span /strong /p p 　　雷磁另一代表性电化学产品为ZDJ-5B系列自动电位滴定仪，该产品具有以下技术优势：1)通过柔性自适应技术进行模块化组合实现不同种类的滴定分析 2)可同时控制并支持多种滴定应用模块，进行电位滴定、光度滴定、电导滴定、永停滴定和温度滴定等，通过电位变化、电导电极、温度电极、氧化还原电极和光度电极实时检测溶液检测参数的变化，自动控制滴定过程和判断滴定终点 3)自动样品切换，可进行多样品的自动滴定分析 4)滴定过程可编程，用户可研究针对各种滴定分析的分析模式 5)支持多种辅助设备如打印机、自动进样器等，形成全自动滴定分子的计算机软件工作站 6)电极精度高、重复性好、性能稳定等优势。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/dbe53eed-f351-4417-b177-41396f437c1f.jpg" title=" 7_副本.png" alt=" 7_副本.png" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 图7 雷磁代表性电化学产品：ZDJ-5B自动电位滴定仪系列 /span /strong /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 五、雷磁电化学产品应用领域及其优势 /strong /span /p p 　　雷磁电化学产品，包括PH计、电导率仪、离子计、溶解氧测定仪、多参数水质测定仪和滴定仪等，最具优势的应用领域为实验室常规分析和环境检测。 /p p 　　在实验室常规分析中，雷磁的电化学分析仪器，在食品安全、生物医药、能源化工、环境保护等各大分析实验室的定性分析和定量分析中有着广泛的应用。一方面，相比于其他分析方法如ICP-MS、HPLC、AAS、LC、GC等，电化学分析方法无需样品前处理，对样品无特殊要求，只需将仪器和配套电极连接后即可测试，测试过程操作简单、响应速度快、测试周期短、实时性好、灵敏度高、应用范围广、实验成本低等一系列优势。例如雷磁的DWS-296型氨氮分析仪(荣获“CISILE自主创新金奖”)，在测试过程中，单次测量最短只需几分钟，而且测量范围广、抗干扰能力强、试剂成本低、测试电极寿命长等显著优势。该产品的检出限可达到离子色谱水平，但没有离子色谱操作那么繁琐费时，而且技术人员容易上手，人力成本和测量成本更合理。另一方面，在实验室分析过程中，一般需要控制实验的环境如酸碱度、溶液的离子浓度和导电性等参数，因此，PH计、离子计和电导率仪常被各实验室列为通用性和辅助性设备进行样品检测和实验过程分析。雷磁的PHS-3C型酸度计，作为一款基础耐用型仪器，具有性价比高、实用性强、操作简便等优势，已经写入众多教材和标准当中，成为各大高校、研究所和第三方检测机构等实验室电化学仪器的首要选择，被评为“科学仪器行业最受关注仪器”和“国产好仪器”。除PHS-3C型酸度计外，还有DDSJ-308F电导率仪荣获“国产好仪器”称号、PXSJ-226型离子计荣获“CISILE自主创新银奖”、DZS-708L型多参数分析仪和ZDJ-5B型滴定仪等产品荣获“CISILE自主创新金奖”，获得国家高度认可，并且市场反响热烈，客户好评如潮。 /p p 　　环境检测，特别是水处理领域，雷磁具有很好的市场竞争力和影响力。雷磁聚焦水质分析将近70多年，作为水质处理的应用专家，主持和参与制定30份国家标准和行业标准，其中17份为第一起草人。相继承担了包括国家科技部“振兴国产仪器重大专项”在内的各类政府科研项目共50余项，申报了发明专利数十项，专利总数累计200余项。雷磁的环境检测设备主要为现场便携箱设备和在线监测设备。这些设备均运用现代传感器技术、自动测量技术，自动控制技术、计算机应用技术以及雷磁的专用分析软件和通讯网络，即时检测水质。雷磁的在线产品不仅测量时间短，还可以实时连续监测，准确快速地获得测量数据，及时反映污染变化状况等，满足政府和企业进行有效水环境管理的需求。除此之外，雷磁电化学产品在水处理应用上还获得了一系列荣誉称号：电站水质分析仪系列荣获“国家推荐产品”称号，DZB-715原位水质监测仪、COD-580型在线COD监测仪、COD-582在线COD监测仪、DWG-8002A型在线氨氮自动监测仪等产品荣获“CISILE自主创新金奖”。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　六、雷磁电化学产品布局规划 /strong /span /p p 　　雷磁将围绕“领先的科学仪器制造商、检测溯源系统解决方案与运行服务提供商”的战略目标，重点发展现代分析仪器，研究智能化和信息化先进分析仪器技术和电化学传感器技术，突破环境保护监测、食品药品等重大应用领域的检测应用方案和系统集成技术，打造智能检测仪器互联的管理系统和溯源协同平台。 /p p br/ /p

p 　　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 前言 /strong /span /p p 　　能源问题一直是困扰人类生存发展的终极问题之一，随着时代的进步，不断革新的科学技术为解决这一问题带来了曙光。其中电催化是目前有效的手段之一，涉及诸多新能源和环境保护的研究方向，包括燃料电池、水裂解、制氢、二氧化碳资源化利用等。其中，研究电化学催化剂的微观结构，并监测电催化剂在电催化反应过程中的结构演变规律，对于设计新材料、开发新能源具有重要的意义。 /p p 　　电子显微镜作为研究学者的“电子眼”，不但可以直接观察固体催化剂的形貌，而且可以在原子尺度提供催化剂的精细结构、化学信息和电子信息，对新型高效催化剂的发现、反应过程中催化剂结构演变及结构和性能之间关系的研究起到了重要作用。因此，电子显微学方法作为一种重要的表征技术在催化化学的发展中扮演着至关重要的角色。在过去20年中，电子显微学在电催化领域内也得到了广泛的应用。最近中国科学院金属研究所张炳森研究员课题组对电化学催化剂的透射电子显微学研究进行了总结，并指出了存在的挑战和未来发展方向。 /p p 　 strong 　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 1. 透射电子显微学方法对电化学催化剂的基本表征 /span /strong /p p 　　与材料研究中其它表征技术(如：X射线衍射、X射线光电子能谱、Raman光谱等)相比，透射电子显微镜具有很高的空间分辨率，可以在纳米尺度甚至是原子尺度下对催化材料结构进行研究，极大地促进了催化化学的发展。透射电镜目前已经发展为综合型分析电镜，从催化剂的微观结构，到化学组成，以及电子结构等信息都可以利用透射电镜分析获得。 /p p 　 strong 　1.1电化学催化剂微观结构表征 /strong /p p 　　电化学催化剂的微观结构，如：颗粒形貌、尺寸、暴露晶面、表界面结构等，对催化剂的性能有非常重要的影响，利用高分辨电子显微术(HRTEM)可以获得这些信息。值得注意的是，在负载型金属催化剂中，很多情况中会有很小的纳米颗粒和原子团簇存在，利用高分辨透射电子显微术(相位衬度成像)观察时可能会忽略这些信息，而利用高角环形暗场-扫描透射电子显微术(HAADF-STEM，Z衬度像)可以很容易地观察到这些颗粒的存在。目前，亚埃尺度分辨的球差校正透射电子显微镜的发展，实现了更好地在原子尺度下观察催化剂表界面结构，同时也促进了单原子电催化剂的发展。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f0f6b75a-dca5-4054-932d-4946fad9e0f5.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong 图1. 纳米颗粒的HRTEM图片：(a)多面体 /strong /p p strong PtNix单晶纳米颗粒，(b，c)多晶PtNix纳米颗粒，(d)核壳结构Pt/NiO纳米线，(e)PtNi合金纳米线，(f)锯齿状的Pt纳米线。(a，c)图中右下角插图分别是对应PtNix纳米颗粒的形状模型图和原子模型图，(a-c，f)图中右上角插图为对应纳米颗粒的傅立叶变换图。 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/da1074c4-9a68-49ef-ad5c-007b7e4e4f96.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　 strong 图2.(a)Pt/[TaOPO4/VC]-NHT的TEM图片，(b)相同区域的HAADF-STEM图片 (c，d)球差校正透射电子显微镜获得的高分辨HAADF-STEM图片：(c)核壳结构PtPb/Pt纳米片和(d)MoS2负载单原子Pt(左下角插图是相应的构型模拟图)。 /strong /p p 　 strong 　1.2电化学催化剂的化学成分及电子结构表征 /strong /p p 　　双金属及多元金属催化剂是电催化中常用的催化剂，其化学组成及元素的分布对于催化剂的性能也有着至关重要的影响。X射线能谱(EDS)分析不仅可以对电催化剂的化学成分进行半定量分析，同时利用面扫和线扫，也可以得到相应元素在催化剂颗粒中的分布情况。除EDS表征手段，电子能量损失谱(EELS)对催化剂中的元素组分进行定性、定量和元素分布分析等也具有独特的优势，尤其在分析B、O、N等轻元素时，与EDS分析相比，会得到更精确的信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/45b9bfc5-c80a-4c25-b99d-f4a411601a16.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　 br/ /p p 　 strong 　图3.(a)PtNix纳米颗粒的HAADF-STEM图和EDS面扫图，(b)核壳结构Pt/NiO、PtNi合金、锯齿状Pt纳米线的EDS线扫曲线(插图中绿线代表对应的线扫轨迹)，(c)100 ?C水热条件下得到的B/P共掺杂有序介孔碳的TEM图片和B、C、O、P元素的能量过滤TEM图片。 /strong /p p 　　影响电化学催化剂催化性能的另一个重要因素是催化剂中原子的电子结构。EELS除了可以进行成分分析，其另一个重要且常用的功能是分析催化剂中原子的电子结构，从而可以得到相应元素的价态、配位情况等，进而获取相关信息，例如：负载型金属催化剂中金属-载体间电子相互作用，纳米碳材料中掺杂原子的种类及电子结构等。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/bcafabc9-8776-44d7-b3c5-0e6e40886088.jpg" title=" 4.jpg" / /p p 　　 strong 图4.(a，b)Pt-CeOx样品中Ce-M45边和O-K边的电子能量损失谱，(c，d)N-掺杂石墨烯样品中N-K边和C-K边的电子能量损失谱，(e，f)三种B-掺杂类洋葱碳样品中B-K边和C-K边的电子能量损失谱。 /strong /p p 　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 　2. “相同位置-电子显微学”方法(IL-TEM)用于电化学测试条件下电催化剂的结构演变研究 /strong /span /p p strong 　　2.1 IL-TEM方法简介以及其在商业Pt/C电催化剂稳定性研究中的应用 /strong /p p 　　该方法通过将电催化剂分散在坐标微栅上，在透射电镜下准确记录反应前某一具体位置催化剂的微结构信息 随后将携带样品的微栅放到工作电极上，保证接触良好的前提下，将该工作电极置于反应环境中 待反应结束，将坐标微栅从反应体系中取出，并在透射电镜中根据具体的坐标定位追踪反应前记录的位置。通过反应前后、或反应中各个阶段相同位置催化剂结构对比和统计分析，揭示催化剂在反应条件下的结构演变规律，并结合性能测试结果精确阐述构效关系。IL-TEM方法最初应用于电化学反应体系，例如：德国马普Mayrhofer组和西班牙Feliu组等利用此方法研究了铂基催化剂在电化学处理过程中的微结构演变，如负载铂纳米颗粒的脱落、溶解、迁移、团聚长大以及碳载体的腐蚀等特征行为。通过对负载活性组分(纳米颗粒)以及载体(活性炭)结构演变的同时观察，并关联其性能，揭示了不同反应条件下催化剂的失活机制问题。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/571bfe7a-296b-4eef-a73c-e9eb15528350.jpg" title=" 5.jpg" / /p p 　　 strong 图5.(a, b)IL-TEM方法在电化学三电极测试体系中的应用示意图,(c-f)利用坐标微栅在透射电镜下通过依次放大追踪相同位置催化剂的微结构信息。 /strong /p p strong 　　2.2 IL-TEM方法在电化学新材料体系中的应用 /strong /p p 　　各类新型纳米碳材料，如纳米碳球、碳纳米管、石墨烯等，具有优异的导电性、耐酸碱性以及较高的比表面积和丰富的孔结构等特点在能源转化领域得到了广泛关注。其本身通过杂原子改性作为氧还原和二氧化碳还原反应电催化剂被大量研究。除此以外，利用表面改性纳米碳作为电催化剂载体调控活性组分与碳载体间相互作用也是近几年新兴的研究热点之一，通过使用IL-TEM方法跟踪负载纳米粒子在改性碳载体表面的迁移、团聚和溶解等行为直观揭示不同表面修饰对电催化剂的稳定作用。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f57af8d7-c227-4571-8e0c-ed72ae77f569.jpg" title=" 6.jpg" / /p p 　　 strong 图6. IL-TEM方法用于氮掺杂碳纳米球负载Pt催化剂在氧还原反应(左上)、氧官能团化和氮掺杂改性碳纳米管负载Pt催化剂在甲醇电氧化反应(左下)、及化学接枝法改性石墨烯负载Pt催化剂在氧还原反应(右)中的稳定性研究。 /strong /p p strong 　　2.3 IL-TEM方法拓展应用于传统液相催化反应 /strong /p p 　　目前，IL-TEM方法已成功应用于电化学体系，直观揭示了不同反应条件中催化剂结构演变，以及碳材料载体表面性质对于负载金属电催化剂的稳定性影响及失活机制。而在环境电镜或原位透射样品杆中难以实现的传统液相催化反应体系中，IL-TEM方法也具有独特的优势。金属研究所张炳森、苏党生课题组在2016年底报道了此方法在液相催化反应(芳硝基化合物选择性加氢)中的应用，也是此方法第一次应用在传统液相催化反应体系中，通过研究反应条件下相同位置催化剂的结构演变过程，直观证明了氮物种的引入对负载的铂纳米颗粒的稳定性起重要作用，实现了铂-碳相互作用调节提升碳基负载型催化剂催化性能。该方法为精确研究液相催化反应中催化剂的构效关系，尤其是复杂液相催化反应体系，如固液、气液固等三相共存反应体系，探索复杂液相环境中催化反应活性中心的诱导产生、演变等行为规律提供了很好的手段，并更好地为新型高效催化剂的开发提供指导。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/64e15822-6ae3-433a-be3c-a0a0ff5988f2.jpg" title=" 7.jpg" / /p p 　 strong 　图7. IL-TEM方法在液相反应体系中的应用示意图(左上) 氧官能团化以及氮掺杂改性碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在反应前后的透射电镜对比图(左下) 氮掺杂碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在不同反应时间的HAADF-STEM图(右图)。 /strong /p p strong 　　 /strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 3. 原位电化学样品杆的应用前景 /strong /span /p p 　　常规透射电镜表征，样品所处的环境是真空和室温，与实际电催化剂所处的液体环境差距较大，并且是对反应前后进行随机取样表征，不够直观准确且存在严重的滞后效应，因此需要开展原位表征。电化学原位透射样品台的出现为实时观察服役环境下电催化剂的微结构以及结构演变提供了有效研究手段，并通过与电化学工作站联用可以得到实时性能数据，为揭示电催化反应黑匣子提供重要参考依据。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/9dc78db6-8ef1-4d37-b32f-52ad3873eddb.jpg" title=" 8.jpg" / /p p 　　 strong 图8.(a, b)电化学原位透射样品杆示意图，(c, d)电化学测试实时数据。 /strong /p p strong 　 /strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 　4. 总结与展望 /strong /span /p p 　　先进电子显微方法(分析型电子显微方法和高分辨电子显微方法)的发展提供了从微观尺度认识和理解电化学纳米催化剂结构特征的有效手段。该文通过大量研究工作全面系统地综述了透射电子显微术在揭示电催化剂纳米尺度形貌、原子尺度精细结构、化学组成以及电子结构等信息方面的重要作用，对新型高效电催化剂的设计研发、反应过程中的催化剂结构演变及结构性能间关系等的研究具有指导意义。“相同位置-电子显微学”方法的引入对于研究真实反应条件下催化剂的结构动态行为特征，揭示其稳定性和失活机理等方面提供了更直观准确的研究手段。同时，前沿性研究中电化学原位透射样品台的介绍，展望了将常规透射电镜对电催化剂的表征转变为在线可视化的电化学微型实验室的研究趋势 通过在电子显微镜中建立微纳米反应室，获取真实反应条件下催化剂活性位结构特征，使其成为电化学催化剂的创新工具。 /p p style=" text-align: center " --------------------------------------------------------------------- br/ /p p 　　Liyun Zhang,Wen Shi,Bingsen Zhang, A review of electrocatalyst characterization by transmission electron microscopy, Journal of Energy Chemistry,DOI:10.1016/j.jechem.2017.10.016 /p

点击上方蓝字关注我们提倡“将创新与智慧贡献于产品之中”，秉承“聚焦实用电池路线，凝聚共性关键问题，促进产业协同创新，推动行业健康发展”为指导思想的“第五届电化学能源技术前沿论坛”将于2021年10月18-20日在贵阳中天凯悦酒店举办，将邀请产业界、学术界和投资界的专家纵论实用化电化学能源体系的现状和发展趋势，凝聚行业发展的共性关键问题，探索内在影响机制并探讨解决方案。鞠焕鑫博士将代表PHI CHINA出席本次大会的分会场4，并现场带来主题为“先进表面分析技术在能源材料研究中的应用”报告。本报告将针对能源材料对检测分析技术的需求，从空间分辨、深度分辨和原位表征多个维度出发，介绍表面分析技术（XPS、AES和TOF-SIMS等）的最新进展以及在能源材料科学研究中的应用，包括对能源材料微区特征进行组分和化学态的空间分布研究；对膜层结构进行不同深度下元素组分和化学态的研究；对材料进行原位测试芯能级、价带和导带电子结构等；对器件进行对服役条件下的原位分析测试等。 欢迎各界专家、学者们前往参会，共同探讨！分会场4会议时间2021年10月19日 16:20-16:45会议地址贵州省贵阳市观山湖区中天路7号贵阳中天凯悦酒店主讲介绍鞠焕鑫 博士高德英特（北京）科技有限公司 报告题目：先进表面分析技术在能源材料研究中的应用 摘要：表面分析技术已经广泛应用于能源材料和器件的科学研究和高科技产业中，不仅有助于深入理解能源材料的基本物理化学性质，表界面特性和电子结构等关键科学问题，为材料性能的优化提供主要的实验依据，而且也为材料/器件产业生产中的新材料研发、质量控制和失效分析提供了强有力的工具。面对新能源材料/器件中的基础研究和技术创新，先进表征分析技术的发展和应用具有重要的意义。