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卤化烃化物

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卤化烃化物相关的资讯

  • 加拿大发布两种卤化烃化物的最终筛选评估结果
    2013年6月4日消息,加拿大环境和卫生部发布了1,1-二氯乙烯(1,1-dichloroethene)和1,2-二溴乙烷(1,2-dibromoethane)两种卤化烃化物的最终筛选评估结果。两物质的评估结论为,虽然这两种物质被认定为优先级,但是基于这两种物质被其他机构归类为致癌物,因此不符合加拿大环境保护法第64节标准。   评估还总结道,无论哪种物质进入环境中达到一定数量或浓度,或在某种情况下都会对加拿大公民的生命或健康构成危险。另外,1,1-二氯乙烯被发现不符合持久性或潜在生物累积性标准。1,2-二溴乙烷被发现符合持久性标准,但是不符合潜在生物累积性。   目前该局并未对这两种物质采取进一步行动。然而,新产生的担忧为,新的,未被识别或评估的物质,包括1,2-二溴乙烷可能存在其他风险。环境和卫生部长建议,修订国内物质列表,要求对这类新的重要活动(Significant New Activity ,SNAc) 展开生态和健康风险评估。
  • 加拿大发布两种卤化烃化物的最终筛选评估结果
    2013年6月4日消息,加拿大环境和卫生部发布了1,1-二氯乙烯(1,1-dichloroethene)和1,2-二溴乙烷(1,2-dibromoethane)两种卤化烃化物的最终筛选评估结果。两物质的评估结论为,虽然这两种物质被认定为优先级,但是基于这两种物质被其他机构归类为致癌物,因此不符合加拿大环境保护法第64节标准。   评估还总结道,无论哪种物质进入环境中达到一定数量或浓度,或在某种情况下都会对加拿大公民的生命或健康构成危险。另外,1,1-二氯乙烯被发现不符合持久性或潜在生物累积性标准。1,2-二溴乙烷被发现符合持久性标准,但是不符合潜在生物累积性。   目前该局并未对这两种物质采取进一步行动。然而,新产生的担忧为,新的,未被识别或评估的物质,包括1,2-二溴乙烷可能存在其他风险。环境和卫生部长建议,修订国内物质列表,要求对这类新的重要活动(Significant New Activity ,SNAc) 展开生态和健康风险评估。
  • 美国拟为金属卤化物灯设立最低能源效率标准
    目前,美国能源部有关金属卤化物灯的最低能源效率标准(MEPS)要求和测试程序要求还正在制定当中。金属卤化物灯的能效要求主要体现在能源之星规范中。   有关金属卤化物灯的能源之星规范主要是2011年7月5日发布的灯具能源之星规范V1.1版。该规范取代了原来4.2版的住宅照明设备和1.3版的固态照明灯具的能源之星规范,并于2011年4月1日开始生效。   根据灯具能源之星规范V1.1版的规定,金属卤化物灯在2013年9月1日之前,每个灯-镇流器系统的初始光效应大于等于65 lm/W,2013年9月1日后,每个灯-镇流器系统的初始光效应大于等于70 lm/W。同时,每个灯-镇流器系统应能提供最小800 lm的初始光输出。   金属卤化物灯的光效和光输出按照IES LM-51-11进行测试。   2013年8月20日,能源部发布了有关金属卤化物灯具的节能标准的技术规则提案(78 FR 51463)。2013年9月27日,美国能源部将就金属卤化物灯的MEPS标准举行公共会议并征集公众意见。意见征询的截止日期为2013年10月21日。能源部在一份技术规则提案中称,用于室内外的400W的金属卤化物灯具的平均寿命周期可节约的成本约为30美元 1000W的金属卤钨灯具可节约的寿命周期成本约为400-500美元。根据能源部的估算,在30年间,设立的金属卤化物灯的MEPS标准将节约0.80-1.1夸特的能源。同时,MEPS标准还将减少4900-6500万公吨的二氧化碳、21.4-28.9万吨甲烷、890-3000吨一氧化二氮、6.5-8.7万吨二氧化硫、6.6-9.0万吨氧化氮和0.11-0.15吨水银的排放。   详情参见:http://www.gpo.gov/fdsys/granule/FR-2013-08-20/2013-20006/content-detail.html
  • 仪器情报,科学家制备表征新型卤化物钙钛矿/2D半导体混合异质结构!!
    【科学背景】二维(2D)半导体和范德瓦尔斯(vdW)异质结构是新兴的纳米材料,因其在设计纳米电子学、光电子学和纳米光子学方面的巨大潜力而成为了研究热点。在众多混合维度异质结构中,卤化物钙钛矿/2D半导体异质结构因其独特的光电和光子特性而脱颖而出。卤化物钙钛矿具有大的吸收系数和折射率、低陷阱密度、高光致发光量子产率、可调节的带隙等优点,这些特性为2D光电和光子器件提供了有效的补救措施。然而,实现高质量单晶卤化物钙钛矿/2D半导体混合维度异质结构仍然具有挑战性,主要问题包括材料结构在外部应力下的超敏感性和碘的复杂反应性。为了应对这些挑战,湖南大学段曦东教授团队提出了一种通用的范德瓦尔斯异质外延策略,通过这一方法成功合成了一系列高质量的单晶卤化物钙钛矿/2D半导体异质结构。通过选择特定的钙钛矿外延层和2D半导体,可以按需调整异质结构,涵盖从全无机到有机-无机混合类型的钙钛矿以及不同的2D半导体。这种方法展示了高晶面和对齐选择性,实验结果表明,这些异质结构具有显著降低的缺陷密度和均匀的能量景观,从而提供了增强的光增益特性和超低阈值且稳定的单模激光。此项研究拓展了范德瓦尔斯异质结构的应用前景,为片上光源和集成光电设备的发展提供了新的思路和方法。【科学亮点】(1)实验首次展示了通用的范德瓦尔斯异质外延策略,用于合成一系列晶面特异性的单晶卤化物钙钛矿/二维(2D)半导体(多重)异质结构。通过这种方法,可以在不同维度和成分的基础上,灵活地定制异质结构,包括从全无机到有机-无机混合的钙钛矿,以及单独的过渡金属二硫化物或2D异质结。(2)实验通过以下步骤和方法取得了一系列显著结果:&bull 方法:采用了范德瓦尔斯异质外延方法,将特定的钙钛矿外延层与2D半导体耦合,实现了高质量单晶异质结构的合成。该方法对CMOS兼容基板(如SiO2/Si)和光子兼容平台(如Si和LiNbO3)具有普遍适用性。&bull 结果一:通过选择不同的耦合层,可以广泛调整所获得的异质结构,从而实现可编程的异质结构,优化材料特性和设备性能。&bull 结果二:实验发现,外延的钙钛矿表现出高晶面和对齐选择性,这可能归因于热力学上有利的界面形成能及其在底层单层半导体的三重对称下形成的简并态。&bull 结果三:由于弱的范德瓦尔斯相互作用在异质界面产生不共晶/非相干的平面内晶格,实现了无键集成,最小化了失配引起的应变和缺陷。&bull 结果四:范德瓦尔斯外延钙钛矿半导体表现出显著降低的缺陷密度和均匀的能量景观,从而提供了增强的光增益特性和超低阈值且稳定的单模激光。&bull 结果五:实验合成的CsPbI2Br/WSe2异质结构展示了超高的光增益系数、降低的增益阈值和延长的增益寿命,归因于降低的能量无序。【科学图文】图1:卤化物钙钛矿/二维半导体异质结构的外延生长。图2:外延异质结构的界面能量。图3:单层WSe2和外延CsPbI3的原子结构图案。图4:晶面选择性外延生长的机制。图5:能量无序景观。图6:光增益响应。图7:卤化物钙钛矿/二维半导体异质结构的增强激光能力。【科学启迪】以上文章展示了通过范德瓦尔斯异质外延方法成功合成高质量的卤化物钙钛矿/二维半导体异质结构,并在光子学领域取得显著进展。这一研究不仅为开发新型光电子和光子器件提供了创新的材料平台,还突破了传统材料集成的限制。通过优化材料的光学性能和结构设计,实现了具有超低阈值和稳定性的单模激光器,为光通信和传感等领域的应用提供了新的解决方案。特别是,引入的单层半导体在促进钙钛矿的选择性外延生长和作为传输层方面发挥了关键作用,为电驱动片上激光器的实现奠定了基础。这项研究不仅推动了光子学领域的技术进步,还为理解和利用材料的光电特性提供了深刻见解,为未来量子光子学和光电子一体化系统的发展开辟了新的研究方向。原文详情:Zhang, L., Wang, Y., Chu, A. et al. Facet-selective growth of halide perovskite/2D semiconductor van der Waals heterostructures for improved optical gain and lasing. Nat Commun 15, 5484 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49364-0
  • 卤化物可调性如何提升无铅Cs2SnX6-PVDF复合材料在生物力学能量收集?
    印度理工学院甘地纳加尔校区(IIT Gandhinagar)的Rupak Banerjee教授带领Tufan Paul组成的研究团队,于2023年7月13日在ACS Appl. Mater. Interfaces上发表了一项最新研究成果。该研究的主要目标是开发一种无铅的有机-无机卤化物钙钛矿材料,用于生物力学能量收集和压力感应应用。传统的有机-无机卤化物钙钛矿材料,如CH3NH3PbI3,具有优异的光电性能,但也存在长期稳定性差和铅污染的问题。因此,该团队探索了Cs2SnX6(X = Cl、Br和I)化合物作为一种环境友好和可持续的替代方案。这些化合物不含铅,并具有良好的环境稳定性和光电性能。此外,它们还可以与压电聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)结合,制备自供电的压电纳米发电器(PENGs)。该研究使用了Enlitech的QE-R量子效率测量系统,进行了紫外可见反射光谱响应测量,QE-R量子效率系统可提供各种太阳能电池精准的EQE检测数据。搭配光焱(Enlitech)配套开发的自动化检查软件,使其IPCE、IQE和光谱响应数据的检测准确快速,QE-R量子效率光学仪的检测量子效率结果被高影响因子期刊广泛采用和引用。Rupak Banerjee教授团队使用溶剂热法合成了Cs2SnX6纳米结构,并与PVDF混合制成复合薄膜。他们发现,Cs2SnX6的加入可以增强PVDF中的电活性相,从而提高复合薄膜的压电性能。他们还使用第一原理密度泛函理论(DFT)计算来分析Cs2SnX6和PVDF之间的界面作用,揭示了钙钛矿和PVDF之间存在物理吸附作用,导致压电反应增强的机制。他们系统地改变了无机Cs2SnX6钙钛矿中的卤素离子,并研究了相应的PENGs的压电行为。此外,他们还测量了这些卤素钙钛矿基混合物的介电性质、压电反应幅度、压电输出信号和充电容量。在众多制备的薄膜中,最优化的Cs2SnI6_PVDF薄膜表现出最高的压电系数(d33)值,约为200 pm V–1,并且从压电力显微镜和极化滞回曲线测量中得到了约0.74 μC cm–2的剩余极化。最优化的Cs2SnI6_PVDF基设备在受到周期性垂直压缩时产生了约167 V的瞬时输出电压,约5.0 μA的电流和约835 μW的功率。该设备的输出电压用于对一个10 μF的电容器充电,充到2.2 V后,可以驱动一些商业LED。除了用作压力传感器,该设备还用于监测人体生理活动。该设备在环境中展示了出色的操作耐久性,证明了它在机械能量收集和压力感应应用方面的卓越潜力。这项研究为开发无铅卤化物钙钛矿材料提供了一种新的思路,并为利用生物力学能量驱动可穿戴设备和自供电系统提供了一种有效的方法。该研究团队表示,他们将继续优化这些材料和设备的性能,并探索更多的应用场景。
  • HORIBA前沿用户动态|吉大邹勃教授Adv. Sci.:二维金属卤化物钙钛矿在高压下的光学性质及结构
    本文授权转载自公众号“研之成理”,原作者邹勃教授课题组今天非常荣幸邀请到吉林大学王凯、邹勃教授课题组来对他们新发表在Advanced Science上的文章进行解析。本文由作者张龙倾情打造,内容非常翔实,推荐大家细细品味!在此,感谢王凯、邹勃教授和张龙的大力支持和无私分享。金属卤化物钙钛矿作为一类新型的半导体材料具有许多优异的光电特性:可调的带隙宽度、高效光捕获能力、宽吸收光谱、高光致荧光量子效率等,因而获得了广泛的研究兴趣和美好的光伏、LED应用前景。短短的几年内,钙钛矿太阳能电池的能量转化效率从初的3.8%快速地增加到了当前的23.2%,薄膜的荧光量子效率也已达到70%,因此其已经成为当今能源材料领域具潜力的和竞争力的一枚新星。压力是独立于温度、化学组分的第三个物理学参量,可以非常有效地使原子间距离缩短、相邻电子的轨道重叠增加,进而改变物质的晶体结构、电子结构和分子间的相互作用,使之达到高压平衡态,形成全新的物质状态。研究发现,对金属卤素钙钛矿材料进行的高压研究证实体积压缩可以有效地调控晶体结构和电子状态,同时还能够发现新奇的结构和性质(例如:我们近报道的压力诱导Cs3Bi2I9金属化在大约28 GPa,Angew. Chem. Int. Ed. 57 (2018),11213;Cs4PbBr6在大约3 GPa压力诱导发光,Nature Commun. 9 (2018), 4506;CsPbBr3高压下结构相变和带隙调控,J.Am. Chem. Soc. 139 (2017), 10087),为合成常规条件无法得到的新型功能材料提供了重要源泉。近几年,人们发现了几种二维的白光发射的钙钛矿材料,从而发展出了一个新兴的光电材料领域。不同源于自由激子复合的窄发射,研究表明白光宽发射主要归因于激子自陷。这种白光宽发射常见于二维的层状的Pb-Br或Pb-Cl钙钛矿。由于大体积的有机分子的存在,从而导致层状的无机骨架发生扭曲。激子和扭曲的无机晶格产生强的耦合,从而形成处于不同能级的稳定的自陷激子。在常温常压下,二维的(PEA)2PbCl4(PEA+= C6H5C2H4NH3+)表现出宽的白光发射由于激子自陷的存在。然而,二维的(PEA)2PbBr4只表现出了源于自由激子的窄发射,尽管它们拥有相同的结构。我们课题组设想能否通过晶格收缩提高Pb-Br无机骨架的扭曲,提高激子-晶格耦合形成稳定的自陷激子,从而激活(PEA)2PbBr4的宽发射?另外通过减小原子间的距离,可以提高原子间的轨道耦合,实现带隙窄化,促进其在光伏领域的应用。因此我们对其实施了高压光学和结构研究,来证实我们的合理预测。我们通过高压技术调控了二维金属卤化物钙钛矿的光学性质和结构,观察到了我们初设想的宽发射现象。这一研究结果扩展了人们对二维钙钛矿材料的认识,证实了其性质存在强的调控性以及深入探索的必要性和潜力,为合理设计和开发高性能的宽发射二维金属卤化物钙钛矿光电材料提供了一种新的策略。首先,我们研究了(PEA)2PbBr4的高压光致发光性质(Figure 1)。随着压力的增加,窄的自由激子发射逐渐地减弱。当压力增加到约5 GPa 时,出现了处于可见区的宽发射,且伴有大的斯托克斯移动。这是典型的自陷激子发射特征。这种压力诱导的宽发射现象初步证实了我们开始的推测。Figure 1. Emission property and broadband emission mechanism. a) PL spectra of (PEA)2PbBr4as a function of pressure at room temperature. The illustrations are PL micrographs upon compression. b) Pressure-induced PL intensity evolution of(PEA)2PbBr4. c) Schematic illustrations of emission evolutions upon compression. Ground state (GS), free-carrier state (FC), free-exciton state (FE), and various self-trapped exciton state (STE).在12 GPa以前,(PEA)2PbBr4的带隙持续地窄化,窄化了大约0.5 eV, 从而对应着更宽的光子吸收范围(Figure 2)。随着压力的进一步增加,我们观察到了带隙的蓝移和再次红移。材料的压致变色也体现出了其电子结构的变化。这一结果证实了压力对这种材料具有显著的带隙调控性。Figure 2. (a) Optical absorption spectra of (PEA)2PbBr4 under high pressure. (b) Optical micrograph of (PEA)2PbBr4 in a DAC upon compression. (c) Band gap evolutions of (PEA)2PbBr4 under high pressure. The illustration shows selected band gap Tauc plots for (PEA)2PbBr4 at 1 atm. 结构分析表明,随着压力的增加,Pb-Br无机骨架的扭曲是逐渐加剧的。无机骨架较大的扭曲,提高了激子-晶格耦合,从而形成了稳定的自陷激子,终导致宽发射的出现。Figure 3. Schematic diagram of Pb-Brinorganic layer distortion in (PEA)2PbBr4 upon compression. Gray ball: Pb, green ball: Br.邹勃,吉林大学教授、博士生导师,教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者。主要研究方向为高压化学和高压物理。已在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed, J. Am. Chem.Soc., Adv. Mater.等国际期刊(SCI)发表研究论文270余篇。王凯,吉林大学副教授、博士生导师。师从邹广田院士和邹勃教授,研究方向为高压化学和高压物理,主持自然科学基金委面上项目和青年基金等多个科研项目。已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed, Adv. Sci.等国际期刊(SCI)发表研究论文百余篇。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。
  • 达州建成天然气及盐卤化工重点实验室
    10月28日,达州市天然气和盐卤化工重点实验室在该市质量检测中心挂牌成立。   该实验室是我省首家天然气及盐卤化工重点实验室,拥有天然气、压缩天然气、液化石油气气体、精细化工、盐卤化工、煤及煤化工研发方面的主要仪器设备,实验室还配备有快速检测车等天然气与盐卤化工检测及产品研发配套设备。该实验室的建立与运行对达州建设西部天然气能源化工基地具有重要意义。   据悉,该实验室拥有一批来自浙江大学、四川大学的天然气与盐卤化工学科的教授、博士等科研人才。目前,该实验室已开展天然气与盐卤化工相关产品的检测与研究。
  • RoHS起草人表示不会禁止卤化物质
    近日,欧洲议会对RoHS的改写发表意见,表示不会同意议员Jill Evans的建议,即禁止所有的溴化和氯化阻燃剂、聚氯乙烯(PVC)、氯化增塑剂和三种邻苯二甲酸盐:邻苯二甲酸二己酯(DEHP), 邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。   议会环境委员会将于下周对欧盟委员会关于修改电器和电子设备有害物质限制的指令(RoHS)进行投票表决。   虽然看起来卤化物质和邻苯二甲酸盐能够不被列入禁止名单中,但是委员会可能会在禁止名单中增加纳米银(nanosilver)和多壁式奈米碳管(multi-walled carbon nanotubes)。   在现有指令下,汞、铅、镉、六价铬、溴化阻燃剂家族中的邻苯二甲酸丁苄酯和多溴二苯醚仍然是被禁止的。   第二组物质中的砷化合物、铍及其化合物、三氧化二锑、三氧化二砷、双酚A、有机氯、阻燃剂等则可能不被列入优先名单中,而是列入新的附件三中。   欧洲化学工业理事会(CEFIC)同时还持续关注新的立法中出现的纳米材料,并表示REACH中已包含该内容。欧盟委员会还要求经营者在电子和电气设备中使用纳米材料的声明,基于环境和人体健康,需要提供所有相关材料。欧盟委员会也将发出在这些设备中的纳米材料的安全评估和调查结果并提交议会和理事会。经营者需在设备上标注“可能对消费者有暴露风险”(that could lead to exposure of consumers)的标签。   委员会将于6月2号进行投票是否对RoHS指令进行改写。
  • 检测氯化氢及卤化氢的仪器如何使用?
    氯化氢及卤化氢检测的仪器如何使用?HCl固定污染源排放中重要的污染物之一,需要进行有效的监测和控制。检测HCl存在以下难度1.湿度大:经过湿法脱硫和湿式除尘器之后的烟气,通常为70℃左右的湿度饱和或接近饱和的气体,这就需要在检测时全程无冷点加热,避免形成冷凝水,从而避免由HCl溶于水而导致的损耗。2.含量低:固定污染源排放气体中HCl的含量通常为几个ppm甚至更低,这就需要高精度的设备进行测量。3. 烟气组分的复杂性:固定污染源烟气是一个复杂的混合物,其中包含多种气体成分。同时监测多种组分的浓度,如HCl、SO2、NOx、NH3等,需要高度选择性的检测方法,以区分和准确测量每种组分。为此,我们推荐您使用以下三种原理设备进行HCl的检测,可以有效应对上述问题并且实现精确测量。一 T690型可调谐半导体激光吸收光谱原理(TD-LAS)分析仪 仪器特点:1.高度订制根据具体的应用场景可以分为壁挂式、19英寸机架式以及便携式三种模式;2.高精度和高灵敏度:仪器采用高分辨率的“指纹光谱”进行气体分析,其高灵敏度使得仪器可以检测到极低浓度的气体组分,甚至在ppb(十亿分之一)或更低的水平上进行精确测量。3.高选择性 “指纹光谱”“指纹光谱”是指气体分子在特定波长范围内的吸收光谱特征。每种气体都具有独特的吸收线和波长,就像每个人都有独特的指纹一样,因此被称为“指纹光谱”。这种特异性识别使得仪器在复杂气体混合物的分析中非常有优势,它可以精确测量低浓度的NH3气体,并排除其他干扰物质的影响,确保数据的准确性和可靠性。4.实时监测和快速响应: TDLAS气体分析仪具有快速响应时间,能够实时监测气体浓度的变化。5.免维护: TDLAS分析仪内置参考光路信号,通过与参考信号进行比对,可以实现实时的校准和补偿,消除光源波动和光路漂移对测量结果的影响。 二 F950型傅立叶变换红外光谱原理(FTIR)烟气分析仪仪器特点1.高度订制根据具体的应用场景可以分为壁挂式、19英寸机架式以及便携式三种模式 2. 全谱范围检测:F950型FTIR气体分析仪可以检测包含HCl在内的几乎所有气体成分。它能够覆盖广泛的波数范围从红外到远红外,使您能够分析多种气体成分。 3. 高灵敏度和检测限:F950型FTIR仪器具有5米长的光路以及0.5cm-1超高光谱分辨率,这使得仪器具备出色的灵敏度和低检测限,同时具备高选择性和低干扰。它可以检测到非常低浓度的气体,甚至在ppb级别下进行精确测量。 4. 宽量程和高精度:F950型FTIR气体分析仪具有宽广的检测量程,从10ppb到100%。这意味着它可以适应不同浓度范围的气体分析需求,从极低浓度的痕量气体到高浓度的纯气体。 5. 实时监测和快速响应:F950型FTIR气体分析仪具有快速的响应时间和实时监测能力。它能够实时获取气体成分的数据,并提供即时的监测结果。 6.免维护:设备还具备自动校准功能,实现零维护。更重要的是主机重量仅有14KG,作为便携式设备使用时非常易于携带。详细信息请点击这里:F950型傅立叶变换红外光谱分析仪 三 化学法——EPA方法26A准确性:该方法经过标准化和验证,具备较高的测量准确性和可靠性,可以满足环境监测的要求。灵敏度:方法26A可检测烟气中较低浓度的HCl,通常在几毫克每立方米(mg/m³ )至几百毫克每立方米(mg/m³ )的范围内。可靠性:该方法已广泛应用于燃煤电厂等大气排放源的HCl监测,并且经过多年实际应用验证,具备较好的可靠性和稳定性。合规性:EPA方法26A是符合环境法规和排放标准的监测方法,可用于评估燃煤电厂的HCl排放是否符合规定的限值要求。 如您对上方仪器内容感兴趣,可通过仪器信息网联系我们
  • 如何将卤化铅钙钛矿太阳能电池的环境风险降至最低?南京大学陈辉与国际专家携手研究
    1:铅在钙钛矿器件中的难以被取代的原因 针对钙钛矿的毒性问题,一个关键问题是,在不含铅的情况下是否能够实现优异的钙钛矿光电性能。尽管在这方面已经取得了一些进展,但无铅钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和稳定性仍然远低于含铅的钙钛矿光伏电池。这是因为含铅的钙钛矿具有一种特殊的轨道混合构型,有助于其出色的光电性能。因此,研究人员尝试使用具有类似轨道构型的其他金属来替代铅,其中被泛研究的材料是锡(Sn)基钙钛矿。 锡的离子半径(118&thinsp pm)与铅(119&thinsp pm)相似,并且具有孤对的5s和空的5p轨道,其有效核电荷(Zeff)分别为10.63和9.10。然而,锡离子Sn2+有被氧化为Sn4+的趋势(Sn2+/Sn4+的标准还原电势E0&thinsp =&thinsp 0.15 V,而Pb2+/Pb4+的E0=&thinsp 1.67 V)。这可能是因为缺乏镧系元素的影响,导致锡离子5s孤对电子的Zeff比铅离子中的6s孤对电子较小。因此,在钙钛矿薄膜中产生的Sn4+会意外地导致高缺陷密度,从而降低了光电性能。此外,据认为,SnI2的急性毒性比PbI2更高。 除了锡,还有另一种具有相同价电子构型的IV族元素,即锗(Ge)。然而,由于锗离子的较小离子半径(73&thinsp pm)和更高的氧化倾向(Ge2+/Ge4+的E0&thinsp =&thinsp 0&thinsp V),导致锗基钙钛矿的光电特性和稳定性较差。为了寻找稳定的无铅钙钛矿材料,研究人员还尝试了其他组合物,其中包括含有Bi3+和Sb3+的ns2元素。然而,这些组合物形成的晶体结构具有相对较宽的带隙和较差的电荷传输能力,限制了它们的光电特性。目前来看,就钙钛矿晶体的光电性能、热力学和环境稳定性而言,铅仍然是最有前景的元素。(见方框1表)方框1表:铅和其他替代离子以及含有这些离子的卤化物钙钛矿(相关)化合物的典型性质O、可实现的;X、无法实现。数据来源于参考文献中。2:PSCs对环境的影响为了评估PSCs对环境的影响,人们采用了生命周期评估的方法,考虑了从提取、纯化和制备铅相关原材料,到PSCs的制造、安装、维护,以及产品寿命结束时的处理等所有阶段。对PSC生命周期的评估得出了一些积极的结论,认为PSCs比其他技术(如商用硅太阳能电池)更具可持续性。然而,PSCs中铅的泄漏仍然是一个令人担忧的问题。一旦安装完成,面板的大部分寿命将受到不受控制的大气条件的影响,而面板的损坏可能导致铅溶解和扩散。通过生命周期分析和浸出研究,可以确定潜在的暴露浓度,但其对人类健康或环境的影响取决于有机物可生物利用总铅的量以及生物可利用部分是否具有毒性问题。在土壤中,铅的生物利用程度取决于水中铅的形态、土壤的化学成分(如离子强度、pH值、天然有机物)以及土壤类型(如粘土、壤土等)。钙钛矿中的有机阳离子会改变土壤的pH值,并影响植物对铅的吸收能力。图1 PSC的铅泄漏途径及其潜在环境影响的评估因此,在评估环境或人类健康风险时,应考虑铅的形式、化学转化以及周围的化学基质。人类每周铅摄入量(LWI)被视为衡量铅暴露的健康指标,联合国粮农组织将其上限设定为0.025 mg/kg。通过假设损坏的PSC面板中的所有铅将在有限的时间内泄漏并进入环境,可以估计在不同百分比的分散和环境扩散情况下的LWI水平。图1所示的方案是在考虑不同可能情况的基础上进行计算的,以估计LWI的潜在水平。从这些结果可以推断出,只有一小部分总铅可能对人类构成风险,因为在许多情况下,LWI将高于人类3000-5000年前的估计水平以及2010年取消的成人LWI限额。3:PSC中的铅固定化策略1)晶粒封装 通过将钙钛矿颗粒包裹在疏水性有机物(如聚苯乙烯)、防水氧化物(如TiO2、SiO2、Al2O3)或不溶性铅盐(如PbS、PbSO4、Pb(OH)2)中,可以有效地阻断水进入和离子流出的通道。选择透水性较低的覆盖层材料,确保覆盖层具有强疏水性、高致密性并完全覆盖钙钛矿晶粒。例如,通过在钙钛矿结晶前或后处理过程中引入小分子的缩合物,或在钙钛矿层的顶部沉积疏水分子或功能盐(如磺基、硫酸盐、硫化物),可以实现对晶界和表面的原位封装。良好粒径分布的含铅钙钛矿显示出出色的水稳定性,并在作为生物成像闪烁体时表现出潜在的应用前景,而对目标动物没有显著的细胞毒性,这表明生物利用度降低。另外,将防水层插入用于内部或外部封装的PSC中,也可以防止水分渗透。然而,这些方法在器件损坏的情况下可能会失效。尽管通过将可固化材料与密封剂混合赋予了一些自修复特性,但由于受损密封剂的固化通常需要外部刺激(如紫外线辐射、加热),其保护效果可能存在问题。2)铅络合 通过添加适当的添加剂,形成与铅离子(Pb2+)形成低溶解度复合物的策略,降低钙钛矿中铅化合物的溶解度。典型的添加剂应具备两个供电子的路易斯碱官能团(如羰基、硫醇、磺基、硫化物、卟啉环、冠醚),通过酸碱相互作用与路易斯酸性的Pb2+离子配位。添加剂的疏水主链或侧链应具有疏水性部分(如长烷基链、氟基团、碳纳米管),使得在络合后形成的络合物在水中沉淀。因此,形成的络合物在配体与Pb2+离子螯合之后变得疏水。例如,在钙钛矿前体中加入聚丙烯酸接枝的碳纳米管(CNT-PAA),可以有效抑制相应PSCs中的铅泄漏。3)结构集成 通过提高组成元素之间的结合强度、集成体的连接性和界面内聚力,钙钛矿结构在器件内的集成可以增加水渗透、结构碎裂和分层的能垒,从而提高结构的稳定性,防止水溶解和铅泄漏。例如,通过引入具有强配位能力或偶极-偶极相互作用的界面/集成桥,可以增强器件的互连性。已证明,钙钛矿顶表面的化学相互作用增强对抗晶体坍塌和延缓铅释放的效果是有效的,但在器件损坏的情况下可能会失效。因此,需要将整个结构集成,包括钙钛矿层的表面、本体和界面。通过在钙钛矿层中引入可聚合单体,构建钙钛矿/聚合物基质,可以实现钙钛矿晶粒的整合。例如,丙烯酰胺单体作为钙钛矿膜的添加剂,可以在原位聚合过程中形成聚酰胺,并与钙钛矿发生转化。聚酰胺中的-C=O基团可以在晶界和钙钛矿表面与过配位的Pb2+发生相互作用,形成坚固的螯合结构在沉积的薄膜中。此外,聚酰胺在暴露于水中时易形成水凝胶,这进一步防止了Pb2+从器件溶解和扩散到水中。此外,。聚合过程中单体的团聚效应可以在钙钛矿层内引起压缩应变,从而增加离子迁移的活化能和水渗透的势垒,提高高湿度条件下的晶体稳定性此外,将钙钛矿渗透到刚性和介孔结构中,也有望防止结构坍塌。4)泄漏铅的吸附 由于铅固存效率(SQE)与吸附位点的密度直接相关,因此需要充足的负载材料,以确保足够的铅吸附能力。因此,在装置的内层中实施Pb吸附剂可能是不够的,因为逐层清除的能力有限。过多的绝缘材料会降低电极的导电性。此外,电荷传输层的厚度通常只有几百/几十纳米,这限制了捕获钙钛矿膜中所有Pb2+的能力。因此,更好的选择是将铅吸附材料嵌入外部封装中,这样可以避免负载量的限制,保持器件性能。例如,Li等人提出了一个优秀的方法,通过在前玻璃顶部沉积高透明度的Pb吸附剂,而不需要过滤入射光,并将聚合物密封剂与Pb2+结合材料的混合物插入后电极和封装盖之间。由于两侧都具有显著的铅吸附能力,这种化学方法可以显著减少铅泄漏达到96%。此外,应在不同的温度和pH条件下组合使用具有不同活性的铅吸附材料。例如,利用膦酸和亚甲基膦酸基团组成的铅吸附剂,由于其温度依赖的去质子化效应,可以在较大温度范围内保持较高的铅固存效率(SQE)。图2:PSC中的铅固定化方法4:PSC中的铅固定化策略对比及铅泄漏测量方案设计对上述四种铅固定策略从工作机理、保护效果及对器件性能的影响等方面进行了系统比较。值得注意的是,内部铅固定策略(即分离、络合、整合)表现出高选择性和快速响应性,因为在泄漏之前Pb2+离子得到了预先保护,但其铅固存效率(SQE)相对较低(约60-80%)。铅的固定能力与嵌入添加剂中功能位点的密度有关,尤其对于络合方法。然而,添加剂中的大多数是绝缘的,在某些情况下是光吸收的,这会破坏电荷传输和光子捕获,并且添加剂与Pb前体之间的相互作用会影响钙钛矿结晶。因此,在添加剂浓度超过钙钛矿材料的容忍度时,可能会在PCE和SQE之间存在权衡。然而,适量的Pb固定添加剂可以有利地提高PCE和寿命,分别通过最佳优化器件与原始器件的PCE和寿命比来定义。晶粒封装和化学络合的方法由于晶粒的惰性和形成的铅络合物的不溶性,在铅回收过程中可能面临挑战,因为铅回收依赖于从器件中提取铅的容易性。此外,在大规模制造中,在钙钛矿层中形成均匀覆盖层可能存在问题,因为难以控制层厚度,这限制了PSC的升级。在这些方面,结构集成似乎更具潜力,其中铅的固定能力与添加剂的结构稳定性相关,而不是与螯合位点有关,从而实现相对较高的SQE(约80%)。相比之下,在SQE接近100%的情况下,外部实施铅吸附剂在抑制铅泄漏方面更为有效,因为可以加载大量材料而不影响器件性能。然而,这种方法仍然存在一些缺点,可能会降低其有效性。值得注意的是,PSC的铅泄漏及其吸附在很大程度上取决于测试条件,如温度、pH值、暴露水的体积以及设备的损坏方式。然而,表2中报告的SQE值是在完全不同的条件下测量的。为了定量评估PSC的铅泄漏并比较全球各实验室使用不同铅固定技术的情况,需要建立一个由计算模型支持的标准铅泄漏测试方法。此外,建议采用标准方式测量一些指标,如总泄漏铅浓度(cLL)、泄漏率(LR)和SQE,并模拟钙钛矿在恶劣天气条件(酸性和大雨)下的两种暴露情况(浸水和滴水),如表2和图3a所示。此外,应使用老化的钙钛矿膜进行铅泄漏测量,而不是完整器件,包括有或没有分层封装剂,以模拟钙钛矿层完全暴露于水的情况。此外,可以进行生物测试,评估泄漏铅对植物或动物生长的影响。图3:建议的铅泄漏测量和铅固定器件结构四、小结铅基PSCs的研究在效率和稳定性方面取得了快速进展。现在是时候进一步研究如何在考虑可持续性的情况下,在大规模工业规模上实施这一有前景的技术的下一阶段,以避免从前体制备到太阳能电池板的长期工作寿命中可能发生的铅泄漏。同时,在实际部署基于卤化铅钙钛矿的光电器件时,需要进行深入的职业和当地人口风险评估,以确保在其运行过程中和使用寿命结束时防止铅泄漏,这不仅是法律要求,也是道德义务。有关铅使用的具体立法可以推动铅固定化和设备回收战略的创新。同时,应制定紧急应对措施计划,以减少发生火灾事故时空气中无意排放的铅对土壤的污染。此外,在将PSCs投放市场之前,应进行标准测试,以评估潜在的铅泄漏风险。参考文献Zhang, H., Lee, JW., Nasti, G.et al. Lead immobilization for environmentally sustainable perovskite solar cells. Nature 617, 687–695 (2023).Doi: 10.1038/s41586-023-05938-4
  • 华爱参与起草的4项氢能源团体标准正式实施
    由华爱色谱参与起草的四项氢能源团体标准正式实施:T/CECA-G 0179-2022《氢气中氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱-热导和火焰离子化检测器法》 该项标准适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气中氦、氮、氩和总烃含量的测定。同时也适用于各类用途氢气中氦含量不低于 30 μmol/mol,氮、氩含量不低于 10 μmol/mol,C1-C6 烃类含量不低于0.1μmol/mol 的组分测定。对于超出测定范围的样品,可通过改变分析条件调整检测范围。T/CECA-G 0180-2022《氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定 预浓缩/气相色谱-硫化学发光和质谱检测法》该标准适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定。也可用于工业氢、高纯氢和超纯氢中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定。当样品进样体积为500mL时,含硫化合物的检测限值不低于0.01×10-3 μmol/mol,甲醛检测限值不低于0.001 μmol/mol,一氯甲烷检测限值不低于0.005 μmol/mol。T/CECA-G 0181-2022《氢气中一氧化碳和二氧化碳的测定 气相色谱-氦离子化检测器法》文件适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气中一氧化碳和二氧化碳含量的测定。同时也适用于各类用途氢气中一氧化碳含量不低于 0.05μmol/mol,二氧化碳含量不低于 0.05 μmol/mol 的组分测定。T/CECA-G 0184-2022《质子交换膜燃料电池用燃料氢质量管理—快速检测指南》适用于质子交换膜燃料电池用燃料氢质量的快速检测,采样口氢气压力不大于90MPa。提出本标准的目的在于帮助使用者在进行质子交换膜燃料电池用燃料氢质量快速检测时根据不同的场景选择适当的快速检测方法和检测设备进行质量控制,以确保氢气质量符合要求。
  • 无硫催化剂助力烃基生物柴油绿色生产
    烃基生物柴油(又称绿色柴油)是由废弃油脂等加氢脱氧而来的烃类物质,是绿色清洁燃料。工业上,实现废弃油脂加氢脱氧的催化剂主要是过渡金属硫化物。然而,硫元素易于流失,需要在催化反应中补充含硫化合物以维持催化剂活性,这导致生产成本增加、设备腐蚀和环境污染等问题。因此,开发高效而稳定的无硫催化剂对绿色柴油的规模化推广具有积极意义。当前,受限于无硫催化剂的长期稳定性差和催化效率低等原因,在工业应用中尚无能够替代金属硫化物的催化剂。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所多孔催化材料研究组开发出全新的受阻型路易斯酸碱对(FLPs)催化剂。FLPs催化剂在无任何添加剂的条件下可以实现油脂向绿色柴油的高效催化转化,连续运行500 h以上无活性损失。该催化体系可拓展至餐厨废油、大豆油、棕榈油、动物油脂等原料,完全转化为绿色柴油的运行空速为6.0 h-1,高于商业催化体系的0.5~3.0 h-1,展示出优异的催化性能。此外,面向实际工业应用,该研究进行了催化剂的批量制备及成型,并验证了成型催化剂在1000 h连续流反应中仍然具有优异的活性和稳定性。FLPs催化剂在催化活性、稳定性、成本、环保属性等方面具有优势,有望为绿色柴油产业提供更绿色、更高效的工艺方案。FLPs催化剂连续流催化大豆油脱氧制备绿色柴油
  • 【瑞士步琦】使用SFC分离手性反式-1,2-二苯乙烯氧化物
    使用SFC分离手性反式-1,2-二苯乙烯氧化物SFC 应用”本应用描述了以反式二苯乙烯氧化物为手性分子的手性柱筛选和连续的制备方法,并用叠层进样方法进行制备分离。1简介手性分子是一种有机化合物,它具有一种独特的性质,即互为不可重叠的镜像。这意味着它们以两种形式存在,称为对映体,除了原子的三维排列外,它们在各方面都是相同的。虽然这些对映体具有相同的化学性质,但它们可能具有不同的生物活性和药理作用[1,2]。因此,手性分子在制药工业中变得越来越重要,它们被用于开发药物和其他治疗方法,因此分离对映体十分重要。超临界流体色谱法(SFC)在手性分子的分离纯化中,具有其他分离技术无法比拟的优点。SFC 使用超临界二氧化碳作为流动相,这是一种清洁和绿色的溶剂,很容易从最终产品中去除。此外,SFC 提供了高分辨率和快速的分离。预测哪种固定相能够有效分离 SFC 中特定的一组对映异构体,即使在现在看来也是十分困难,这使得我们需要选择合适的手性固定相来不断试错[2]。手性 SFC 多采用与手性高效液相色谱(HPLC)相同的色谱柱,其中最常用的是多糖手性固定相(CSPs),由于可以选择不同改性的多糖,因此具有很强的通用性[3]。多糖 CSPs 具有高负载能力,这使得它们在制备规模应用中非常有用。许多商业多糖手性固定相是可用的,主要是基于直链淀粉或纤维素和改性的卤化或非卤化芳香基团。改性后的多糖可以包被或固定在二氧化硅载体上,以增强其对强溶剂的抵抗力[3]。还有其他 CSPs 通常用于手性 SFC 应用,例如,Pirkle 型手性固定相[3]。本文介绍了使用 Sepmatix 8x SFC 对反式二苯乙烯氧化物(TSO)进行平行柱筛选,随后通过方法优化转移到制备的 Sepiatec SFC-50。▲反式 - 二苯乙烯氧化物 两种手性结构2设备Sepiatec SFC-50Sepmatix 8x SFCPrepPure cCDMPC, 5um, 250 x 4.6mmPrepPure cADMPC, 5um, 250 x 4.6mmPrepPure iADMPC, 5um, 250 x 4.6mmPrepPure iCDMPC, 5um, 250 x 4.6mmPrepPure iCDCPC, 5um, 250 x 4.6mmPrepPure iBT, 8um, 250 x 4.6mmPrepPure iBT, 8um, 250 x 10mm3试剂和耗材二氧化碳(99.9%)甲醇(≥99%)乙醇(99%)异丙醇(99%)乙腈(99%)反式二苯乙烯氧化物(99%)(为了安全操作,请注意所有相应的MSDS)4实验过程样品制备:在筛选和方法优化时,将 0.075g 反式二苯乙烯氧化物溶解在 5.0mL 甲醇中;在堆叠注射时,将 0.1909g 反式二苯乙烯氧化物溶解于 6.0mL 甲醇中。使用 Sepmatix 8x SFC 进行筛选:流动相A = 二氧化碳;B = 甲醇流速3 mL/min (每根色谱柱)流动相条件0 - 0.5min5% B0.5 - 8.0min5 - 50% B8.0 - 9.4min50% B9.4 - 9.5min50 - 5% B9.5 - 10min5% B检测200nm – 600nm 紫外扫描筛选完全是全自动运行,采用流量控制单元,将每通道内的流量设置为 3mL/min,并将流量平衡。样品自动进样(每根色谱柱 5μL),启动平行筛选(运行时长=10分钟)。背压调节器设置为 150bar,柱温箱设置为32℃。使用 Sepiatec SFC-50 进行制备:流动相A = 二氧化碳;B = 甲醇流动相条件等度运行检测229nm 紫外检测PrepPure iBT 色谱柱在设定的流速下预热 4 分钟,样品通过定量环自动进样并运行。背压调节器设置为 150bar,柱温箱设置为 40℃。5实验结果色谱柱筛选:为了确定手性化合物 TSO 的最佳分离条件,进行了不同手性色谱柱的筛选,使用 Sepmatix 8x SFC 允许同时进行 8 根不同色谱柱的平行筛选。本实验一共使用了 6 根不同色谱柱:Chiral iADMPC, Chiral iCDMPC, Chiral iCDCPC, Chiral iBT, Chiral cADMPC 和 Chiral cCDMPC。图1 为色谱柱筛选结果,其中 Chiral iADMPC 色谱柱不能很好地分离对应异构体 TSO(可见表1),而 Chiral iCDMPC,Chiral iCDCPC,Chiral iBT,Chiral cADMPC 和 Chiral cCDMPC 色谱柱可以分离 TSO。▲ 图1. Sepmatix 8x SFC 筛选结果。从左上至右下依次是Chiral iADMPC,Chiral iCDMPC和Chiral iCDCPC;Chiral iBT,Chiral cADMPC 和 Chiral cCDMPC。运行时长 =10min,紫外检测波段 =229nm在处理复杂的混合物时,分辨率 R 是一个特别重要的参数,因为它衡量了每一次分离的程度,并且可以被准确识别和量化。例如分辨率 R=1 表明了不理想的分离效果,两个峰本质上并没有分离,更高的分辨率数值代表了更好的分离效果。在实际运行过程中,分辨率 R 至少达到 1.5 才会被认为是分离的。表1 显示了不同色谱柱分离 TSO 时的分辨率 R。在转移至 SFC-50 制备时,选择 iBT 色谱柱,因为它有最佳的分离效果,最容易实现转移,进样量可大大提高。表1. 使用 Sepmatix 8x SFC 筛选时不同色谱柱的分辨率色谱柱RiADMPC1.23iCDMPC1.74iCDCPC4.68iBT14.47cADMPC6.20cCDMPC4.22使用 SFC-50 进行结果优化为了确定改性剂对 TSO 的影响,下列每一种改性剂都在等度条件下使用:PrepPure iBT, 8um, 250 x 10mm 色谱柱;甲醇,乙醇,异丙醇,乙腈 (见图2)。▲ 图2. 左上-甲醇,右上-乙醇,左下-异丙醇,右下-乙腈。流速 =20mL/min,改性剂含量 =25%,温度 =40℃,背压调节器 =150bar,进样量 =150μL甲醇(偶极矩参数= 5[4])在对映体有足够的峰距的情况下,仅在 3 分钟内分离 TSO。乙醇(偶极矩参数= 4[4])作为极性稍小的改性剂,分离所需时间略大于 3 min。异丙醇(偶极矩参数= 2.5[4])在不到 3.5 分钟的时间内分离 TSO,这是由于异丙醇的极性较小。乙腈(偶极矩参数= 8[4])在 2.25 分钟内最有效地分离 TSO。然而,甲醇被用作进一步实验的改性剂,因为它的窄峰宽和对称峰有望带来高进样量。此外,它比乙腈毒性更小,价格也更便宜。由于流动相中改性剂的含量会因极性变化而对分离产生影响,所以采用了不同的甲醇含量(见图3)。▲ 图3. 左上 20% 甲醇,右上 25% 甲醇,左下 30% 甲醇,右下 35% 甲醇。流速 = 20mL/min,,温度 =40℃,背压调节器 =150bar,进样量 =150μL流动相甲醇含量由 20% 连续增加到 35%,运行时间逐渐缩短。当改性剂含量为 35% 时,运行时间可以从大约 3.5 分钟缩短至约 2.5 分钟。不过分辨率有所降低,对映体的峰宽也降低了。因此,在进一步的实验中,改性剂的浓度被设定为 35%。每根色谱柱都有可达到最大效率或理论塔板数的固有最佳流速。如果流量减小或增大,则用非最佳分离塔板数进行分离。与液相色谱法相比,SFC 可以使用更高的流速,而分离塔板数不会大幅减少[5]。因此,图4显示了流速对分离效率的影响。▲ 图4. 左 20mL/min,右 30mL/min,改性剂 % = 35%,温度 = 40℃,背压调节器 =150bar,进样量 =150μL随着流量的增加,运行时间和峰宽进一步减小。运行时间从大约 2.5 分钟缩短至 2 分钟以内。根据样品的不同,温度和压力对组分的分离和保留的选择性有影响。因此,在 100 bar 和 150 bar 以及 40℃ 和 50℃ 范围内进行了 4 次实验(见图5)。可以看出,温度和压力的变化对各自的分离没有明显的影响。因此,叠层进样时,温度控制在 40℃,背压调节器控制在 150 bar。▲ 图5.左上 100bar 和 40℃,右上 150bar 和 40℃,左下100bar 和 50℃,右下 150bar 和 50℃。流速 = 30 mL/min,改进剂 %=35%,进样量 =150μL为了提高分离效率,增加 TSO 的浓度和进样量(150μL ~ 250 μL)(见图6左上)。在这些条件下,基线分离仍然是可行的。图6(右上和下)显示了在与单次进样图 6 左上相同的实验条件下,叠层进样时间为 0.97min,即每 0.97 分钟进样一次。在这种情况下,每次额外注入都节省了平衡时间,提高了产能。最终采用基于时间的方法收集馏分。每次进样的紫外信号都表明了该方法具有良好的再现性(图6右上)。垂直线表示收集相应馏分的时间窗口。▲ 图6. 左上 250μL (0.1909 g TSO 的 6mL 甲醇溶液),右上叠层进样 TSO 的紫外信号,下最后的色谱图。流速 = 30 mL/min,改进剂 %=35%,温度 =40℃,背压调节器=150bar,进样量 = 250μL,进样次数 = 10次6结论在文中,使用 Sepmatix 8x SFC 仪器进行以 TSO 为分析物的手性柱筛选,将最合适的手性色谱柱,转移到 Sepiatec SFC-50 仪器进行制备。每根手性柱对手性物质的反应都不同,这就是为什么在纯化过程之前必须进行筛选的原因,作为标准物质的 TSO 可以在许多不同的手性柱上分离。随后在 SFC-50 上放大,并利用制备柱对等度纯化的方法进行优化。结果表明,改性剂的选择、改性剂在流动相中的比例和流量对分离效果有较大影响。在这些特定条件下,温度和压力的变化对分离效果的影响不大。在一般情况下,这两个参数也可以改变以优化分离条件。7参考文献https://doi.org/10.1038/s41570-023-00476-zSUPERCRITICAL FLUID CHROMATOGRAPHY, Terry A. Berger, Agilent Technologies, Inc., 2015PRACTICAL APPLICATION OF SUPERCRITICAL FLUID CHROMATOGRAPHY FOR PHARMACEUTICAL RESEARCH AND DEVELOPMENT, Vol. 14, M. Hicks and P. Ferguson, 2022 Elsevier Inc.Laboratory Chromatography Guide, ISBN 3-033-00339-7, by Büchi Labortechnik AG (Switzerland)http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2012.10.005
  • 戴安提供-无卤化检测离子色谱法专用方案
    戴安公司为无卤检测专门推出了&ldquo 无卤检测分析仪&rdquo 以及AS22卤素专用分析柱,专门用来检测塑料制品中的卤素。该柱可以在13分钟之内将F,Cl,Br和I四种常见卤素,及样品中可能存在的NO3,SO4,PO4和CO3完全分离,高浓度的NO3不会对Br产生干扰,峰型好,无拖尾,在确保了分离效果的同时,大大提高了实验室效率。 AS22卤素专用分析柱是戴安公司位于美国硅谷的研发部门专门为卤素分析而设计,具有较强的亲水性和较高的柱容量,这就决定了它可以将弱保留组分如F,Cl与小分子有机酸乙酸等妥善分离,以此同时可以将易极化程度较高的碘离子较快洗脱出来,兼顾了分离和效率这一对在离子色谱中存在已久的矛盾,是无卤素分析的第一选择。 &ldquo 无卤检测分析仪&rdquo 的推出使戴安公司能为您提供的整套无卤检测的解决方案。
  • 北理工联合北大发布Science:促进钙钛矿光伏商业化(北京理工大学陈棋教授&北京大学周欢萍特聘研究员)
    2021年7月30日,北京理工大学陈棋教授和北京大学周欢萍特聘研究员在Science上发表文章,Liquid medium annealing for fabricating durable perovskite solar cells with improved reproducibility,演示了液态介质退火(LMA)作为有效调节卤化物钙钛矿材料晶体生长的方法。不仅仅是提高退火温度,LMA采用全向加热,特别是薄膜上额外的“自上而下”传热,以更高的加热速度加速晶体生长。此外,液体介质从前体薄膜中提取残留溶剂,以减轻其对晶体生长的干扰。此外,液体介质为晶体生长创造了一个微环境,以防止整个薄膜上的挥发性成分损失。该技术创造了一个强大的化学环境和恒定的加热场,以调节整个薄膜的晶体生长。该方法生产结晶度高、缺陷少、所需化学计量学和整体薄膜均匀性的薄膜。由此产生的钙钛矿太阳能电池(PSC)的稳定功率输出为24.04%(认证为23.7%,0.08 cm2),并在运行2000小时后保持其初始功率转换效率(PCE)的95%。此外,1cm2的PSC表现出23.15%的稳定功率输出(认证的PCE为 22.3%),并在1120小时运行后保持其初始PCE的90%,这表明了其可规模化制造的可行性。LMA对气候的依赖性较低,可全年生产性能差异微不足道的器件。因此,这种方法为以可规模化和可重现的方式提高钙钛矿薄膜和光伏器件的质量开辟了一条新的有效途径。图1. LMA过程示意图图2. 钙钛矿在Ref和LMA过程下的结晶动力学图3. FA1-x-yMAxCsyPbI3-zBrz薄膜在Ref和LMA工艺下的均匀性和缺陷行为以及LMA技术的通用性图4. Ref和LMA法制备的FA1-x-yMAxCsyPbI3-zBrz基PSCs的光电性能和稳定性半导体的溶液处理是制造具有成本效益的电子学和光电子学的有前途的方法。最近,基于溶液工艺的金属卤化物钙钛矿已被证明具有电子和光电性能,适用于各种设备应用,特别是光伏。为了促进钙钛矿光伏的商业化,开发一个具有足够可重现性的可规模化的解决方案非常重要。研究应扩大空间视角对晶体质量的研究,旨在精确控制任何大气中整个薄膜的钙钛矿结晶动力学。然而,实现这一目标将面临重大困难。首先,钙钛矿的形成包括路易斯酸和碱之间的反应,即使在低温下也会迅速自发地发生。其次,实际使用的卤化物钙钛矿通常是混合物,其中不同成分在薄膜生长过程中表现出不同的反应性和扩散性。此外,前体反应物对水分和普通溶剂敏感,这导致加工条件的每次轻微变化都会产生相当大的差异。因此,开发一种简单、可控制和有效的退火技术,来满足规模化生产和可重复制造的要求具有挑战性。(文源:顶刊动态)作者介绍陈棋 教授 北京理工大学陈棋,2005年本科毕业于清华大学化工系,2007年硕士毕业于清华大学化学系,2012年博士毕业于加州大学洛杉矶分校(UCLA)材料科学与工程系,随后以博士后身份在UCLA加州纳米研究中心。2016年入职北京理工大学。2019年,入选北京市自然科学基金杰出青年项目。主要从事有机无机杂化及复合材料的开发与应用研究,材料广泛应用于能源、光电信息等器件,如太阳能电池等。迄今发表论文90余篇,包括Science、Nature Comm.、Joule、J Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.等,H-Index 38,总引用超过14000次(Google Scholar),单篇最高他引超过4000次。入选“全球2018科睿唯安‘高被引科学家’名单”。承担多项国家级项目,包括北京市自然科学基金杰出青年项目,国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、北京市科技计划等。周欢萍 北京大学 特聘研究员,博士生导师 2010年博士毕业于北京大学化学与分子工程学院,师从严纯华院士,2010年至2015年期间,于美国加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系从事博士后工作研究,师从杨阳教授。其研究领域包括:低成本/高效率太阳能电池(如钙钛矿)的材料设计,器件构筑;纳米结构与光电器件的耦合;新型功能材料(如半导体或者稀土)的合成、性质研究及其在光电领域的应用。周欢萍研究员在Science, Nature Energy,Nature. Commun.,Joule, J. Am. Chem. Soc.,Nano Lett.,Adv. Mater.等材料、化学、物理及综合类的国际国内有影响的学术期刊上,累计发表学术论文100余篇,截止2020年7月被引用20000次以上,H因子为52,多次入选科睿唯安全球高被引作者。代表性研究工作“阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理”入选科学技术部高技术研究发展中心发布的2019年度中国科学十大进展。点击查看原文:https://science.sciencemag.org/content/sci/373/6554/561.full.pdf
  • 大连化物所等开发出新型宽光谱捕光催化材料
    近日,中国科学院大连化学物理研究所太阳能制储氢材料与催化研究组研究员章福祥团队与日本东京工业大学Kazuhiko Maeda教授团队合作,设计合成了层状结构的宽光谱捕光催化新材料β-ZrNBr,其吸光带边可至530nm,表现出较优异的光催化水分解半反应制氢和放氧、光催化半反应还原CO2制甲酸等功能。  宽光谱捕光催化材料的设计合成是实现太阳能高效光—化学转化的基础,其吸收带边越宽,太阳能转化理论效率越高。在前期氮氧化物设计合成基础上,本工作利用氮元素与卤素离子共取代氧原子策略,合成了氮卤化物(β-ZrNBr),解决了以往单纯氮取代氧过程中因电荷不匹配(N3-,O2-)产生不可避免缺陷态的弊端,开发了兼具宽光谱响应和低缺陷密度的新型可见光催化材料。该新型宽光谱捕光催化材料为层状结构化合物,其结构单层为双面Br-离子夹棱形ZrN层板的结构,且通过插层剥离后可得到纳米片结构。此外,科研人员通过在β-ZrNBr表面分别修饰Pt、RuOx、RuRu’分子,实现了该材料光催化还原水产氢、光催化水氧化产氧、光催化还原CO2产甲酸等半反应功能,展示了较好的光化学转化应用潜力。  大连化物所太阳能研究部长期致力于具有较宽可见光利用的新光催化材料开发,设计合成了氮氧化物类(J. Mater. Chem. A、J. Mater. Chem. A、Chem. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Appl. Catal. B、Adv. Mater.、J. Energy Chem.)、含氧酸盐类(Adv. Energy Mater.)、金属有机框架类(Adv. Mater.、Sci. China Chem.、J. Am. Chem. Soc.)等不同类型、且具有我国自主知识产权的新材料,在光催化分解水制氢方面展现了良好性能。  相关研究成果以Layered β-ZrNBr Nitro-Halide as Multifunctional Photocatalyst for Water Splitting and CO2 Reduction为题,发表在《德国应用化学》上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部等的支持。
  • 大连化学物理研究所开发新型宽光谱捕光催化材料
    近日,大连化物所太阳能制储氢材料与催化研究组(DNL1621组)章福祥研究员团队与日本东京工业大学Kazuhiko Maeda教授团队合作,设计合成了一种层状结构的宽光谱捕光催化新材料β-ZrNBr,其吸光带边可至530nm,表现出较优异的光催化水分解半反应制氢和放氧、光催化半反应还原CO2制甲酸等功能。宽光谱捕光催化材料的设计合成是实现太阳能高效光—化学转化的基础,其吸收带边越宽,太阳能 转化理论效率越高。   在前期氮氧化物设计合成基础上,本工作中,科研人员通过氮元素与卤素离子共取代氧原子策略,合成了氮卤化物(β-ZrNBr),解决了以往单纯氮取代氧过程中,由于电荷不匹配(N3-,O2-),导致产生不可避免缺陷态的弊端,实现了兼具宽光谱响应和低缺陷密度的新型可见光催化材料的开发。该新型宽光谱捕光催化材料为层状结构化合物,其结构单层为双面Br-离子夹棱形ZrN层板的结构,且通过插层剥离后可得到纳米片结构。此外,科研人员通过在β-ZrNBr表面分别修饰Pt、RuOx、RuRu’分子,实现了该材料光催化还原水产氢、光催化水氧化产氧、光催化还原CO2产甲酸等半反应功能,展示了较好的光化学转化应用潜力。   大连化物所太阳能研究部长期致力于具有较宽可见光利用的新光催化材料开发,先后设计合成了氮氧化物类(J. Mater. Chem. A,2013;J. Mater. Chem. A,2017;Chem. Commun.,2014;Angew. Chem. Int. Ed.,2015;Appl. Catal. B,2019;Adv. Mater.,2021;J. Energy Chem.,2021等)、含氧酸盐类(Adv. Energy Mater.,2018)、金属有机框架类(Adv. Mater.,2018;Sci. China Chem.,2020;J. Am. Chem. Soc.,2022)等不同类型、具有我国自主知识产权的新材料,在光催化分解水制氢方面展现了良好性能。   上述工作以“Layered β-ZrNBr Nitro-Halide as Multifunctional Photocatalyst for Water Splitting and CO2 Reduction”为题,于近日发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该论文的第一作者是大连化物所DNL1621组毕业生鲍云锋博士和博士后杜仕文,以上工作得到了国家自然科学基金、国家科技部等项目资助。
  • 长春应化所两项目通过修购专项项目验收
    9月26日,中科院条件保障与财务局组织专家对长春应化所承担的中科院修购专项设备项目&ldquo 稀土功能结构材料研发平台&rdquo 和&ldquo 高纯无水稀土卤化物研制平台&rdquo 进行了现场验收。   院条件保障与财务局专项办主管申孟芝代表院主管部门介绍了项目验收的目的和具体要求,胡立志副所长代表研究所对院主管部门领导和专家的莅临指导表示欢迎,并希望通过此次现场验收能进一步提高研究所对该类项目的管理与实施水平。   科研一处副处长朱琳做了管理工作报告,介绍了长春应化所修购专项管理和实施进展情况,尤洪鹏研究员、廖伍平研究员就承担的两个项目分别做了工作报告及经费决算报告。专家对专项资金管理、仪器设备采购程序和档案管理等方面提出了宝贵的意见和建议,并对相关档案材料进行了认真的审核。   验收专家组一致认为,项目管理及执行情况良好,档案材料整理规范,同意通过验收。   稀土功能结构材料研发平台的建立将大大促进该区域中心在稀土功能结构材料方面的研究,发挥区域集中的优势,带动和促进该地区稀土的研究。高纯无水稀土卤化物研制平台的建立将大大促进国内无水稀土卤化物稳定生产工艺的发展。同时,该平台还将为核燃料级钍的纯化制备提供必要的条件保障,促进钍基核能发电的研究,促进我国钍资源的回收和核能利用。 会议现场 朱琳副处长做管理工作汇报 尤洪鹏研究员做项目工作汇报  廖伍平研究员做项目工作汇报
  • 华电智控发布GC4310便携式非甲烷总烃挥发性有机物气相色谱仪新品
    产品简介 GC4310便携式气相色谱仪采用国标FID检测原理,可用于现场检测总烃、非甲烷总烃、苯系物的浓度。结合油烟监测模块,可实现餐饮油烟废气的油烟和颗粒物浓度的同步监测。该仪器符合国家HJ1012-2018 《环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法》标准要求,设备体积小,重量轻,携带方便,是一款真正意义上的便携式分析仪。可广泛应用于企业自主监测、环境执法部门监督监测、第三方检测现场比对监测。 功能特点 □工业平板电脑显示与操作,平板可与设备分离,方便户外使用与操作 □内置气瓶和电池,一体化设计,无需另配采样设备 □采用EPC控制气体流量,保障检测精度 □采用低压储氢瓶,可采用氢气发生器反复多次充气使用 □可对非甲烷总烃、苯系物进行监测,特殊监测因子可定制 □关键器件选用进口品牌,保障设备长期使用寿命 □内置微型打印机,可支持数据实时现场打印 □可定制含富集功能的组分检测设备,满足环境空气低浓度VOC组分的检测需求 产品参数 □测量量程:0-10000 mg/m3 (可调) □检出限:<0.1 mg/m3 □分析周期:≤2 min(NMHC) □线性误差:≤±2% F.S. □重复性:≤2% □供电电源:AC 220V/DC 16V □环境温度:-20-40 ℃ 创新点:一体化结构设计,所有气源可内置,体积小,重量轻 可同时监测非甲烷总烃和苯系物 内部核心器件为进口品牌,稳定性高 可移动工业平板操作,一键测量 自带打印机,可现场打印数据 低压储氢瓶,可使用氢气发生器进行充气,所有气瓶可反复使用 内置电池,可使用电池和市电进行供电 可根据需要进行定制 GC4310便携式非甲烷总烃挥发性有机物气相色谱仪
  • 听绥净说说-选用什么样的水质检测仪比较好
    水是生命来源,人类在生计和生产活动中无法获得水,饮用水质量的优势和劣势与人类健康密切相关。随着社会经济发展、科学进步和提高人民的生活水平,饮用水的质量要求正在增加,饮用水的质量标准正在发展和完善。由于饮用水的质量标准是基于个人的生活习惯、文化、经济条件、科学和技术发展水平、水资源和土地状况。  选用绥净环保的水质检测仪为例,水质检测仪主要检测污水、纯水、海水、渔业水、泳池用水、中水、瓶装纯净水、饮用天然矿泉水、冷却水、农田灌溉水、景观用水、生活饮用水、地下水、锅炉水、地表水、工业用水、试验用水等。那又有哪些指标可以帮助我们分析水样的质量呢?让我们跟着绥净环保来看一下吧!  1、色度:饮用水的色度大于15度时很多人可以感知,30度以上时人们会感到厌恶。标准规定饮用水的色度不能超过15度。  2、浊度:水样光学性质的一种表现词,为了表示水的清澈和浑浊程度,是评价水质良好程度的的指标之一,评价水处理设备的净化效率。也是评价水处理技术状态的重要依据。混浊度的降低意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少,这不仅提高了消毒杀菌效果,也有利于降低卤化有机物的生成量。  3、臭味:水臭的发生主要是有机物的存在。可能是生物活性增加的表现或工业污染造成的。公共供水的正常气味的变化可能是原水的水质变化或水处理不充分的信号。  4、肉眼可见的物质:主要存在于水中,肉眼可见的粒子或其他浮游物质。  5、残留氯:水加入氯进行消毒,一定时间接触后,是水中残留的氯的量。水中具有持续的杀菌能力,可以防止供水管的自我污染,保证供水水质.  6、化学氧要求量:化学氧化剂氧化水中的有机污染物的必要氧量。化学氧消耗量越高,水中的有机污染物越多。水中的有机污染物主要来源于生活污水或工业废水的排放,动植物腐败分解后从流入水体中产生.  7、细菌总数:来源于水中所含的细菌、空气、土壤、污水、垃圾和动植物的尸体,水中的细菌种类多种多样,其中含有病原菌。中国规定饮用水标准为1ml水中细菌总数不超过10个.  8、总大肠杆菌群:粪便污染指标菌,其中检出的情况可以表示水中是否有粪便污染以及污染程度。在水的净化过程中,消毒处理后,如果总大肠杆菌群指数能够达到饮用水标准的要求,说明其他病原体的病原菌也基本灭绝了。基准是在检测中不超过3个/L.  9、耐热性大肠菌群:比大肠菌群更恰当地使食品的人和动物的粪便污染程度发生反应,是水体粪便污染的指示菌。
  • 化矿金检验检疫行业标准通过审定
    2012年12月27日至30日,国家质检总局组织的“2012年全国化矿金检验检疫行业标准审定会”在广东佛山召开。江苏镇江检验检疫局主持制定的《出口煅烧石油焦检验规程》和《进出口橡胶和塑料制品中十溴二苯乙烷的测定气相色谱-质谱法》两项检验检疫行业标准通过审定,成为检验检疫行业标准发布实施。   这两项行业标准由镇江检验检疫局综合技术中心制定,检验人员结合检测工作实际进行研究和制定,对出口煅后石油焦的采制样、试验方法及检验结果的判断等过程进行规范,制定《出口煅烧石油焦检验规程》,为出口煅烧石油焦检验工作提供了有力的技术支撑,为企业扩大出口提供了便利。   十溴二苯乙烷是一种适用范围广泛的广谱添加型阻燃剂,因其具有溴含量高,热稳定性好,抗紫外线性能佳等优点,且符合欧洲关于二英条例的要求,普遍用于ABS树脂及塑料PVC等。但随着社会发展,全球越来越多的法规开始管控有机卤化物,例如《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定手册》。无卤化材料是近年来特别是电子行业发展的一个趋势,十溴二苯乙烷作为使用最广泛的阻燃剂之一,必将受到严格管控。《进出口橡胶和塑料制品中十溴二苯乙烷的测定气相色谱-质谱法》的制定,具有一定前瞻性,体现了质检行业关注生态文明建设,促进产品质量提升,应对国外技术性贸易措施的积极作用。
  • 新型催化剂实现炔烃加氢制烯烃
    近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、郭建平团队与厦门大学副教授吴安安团队合作,在催化炔烃选择加氢反应研究中取得新进展。合作团队利用金属配位氢化物,发展出一类新型碱土金属钯基三元氢化物催化剂,并应用于炔烃选择性加氢反应中,实现高选择性催化炔烃加氢制烯烃。相关研究成果发表于《美国化学会志》。  炔烃是一类重要的化工产物,炔烃选择性氢化制烯烃是石油化工以及精细化工中的重要过程。目前研究较多的催化剂主要是金属合金、负载型单原子催化剂等。合作团队提出一种不同的催化剂设计策略,利用碱(土)金属稳定金属氢化物制备出三元配位氢化物催化剂,用于炔烃选择加氢反应,通过催化剂中的阴离子和碱土金属阳离子协同作用调控炔烃、烯烃及反应中间体的吸附与加氢能垒,实现炔烃高选择性氢化制烯烃。  郭建平表示,新型催化剂在活性中心组成、结构、反应动力学性质、催化作用机制等方面显著不同于常规多相炔烃选择加氢催化剂。该研究丰富了炔烃选择性加氢催化剂体系,并基于金属配位氢化物材料组成与结构的多样性,为寻找更加高效的炔烃选择性加氢催化剂提供了更多可能。  相关论文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.1c09489
  • 雾化之后,反应提速1000000倍!南开大学张新星团队质谱分析成果登上《JACS》
    微液滴质谱探索自发超快的C-H/N-H氧化偶联反应近日,南开大学张新星研究员在微液滴质谱分析领域取得了又一重要突破,他们在室温下将一系列反应底物的水溶液喷雾成微液滴,生成了一系列的C-H/N-H氧化偶联产物,这些产物以自发和超快的方式惊人地产生。与相同的体相反应相比,反应速度加快了6个数量级。基于关键自由基中间体的质谱分析,他们认为微液滴表面存在的超高电场(~109 V/m)通过氧化夺取底物的一个电子,促进了C-N偶联反应的发生。该工作预示着微液滴化学在构建C-杂原子键的良好绿色前景。C-N键的构建是有机化学中最重要的反应之一,它促进了多种天然产物、农用化学品和药物的模块化合成。传统的C-N键形成方法涉及芳基卤化物或硼酸的胺化,包括著名的钯催化的Buchwald-Hartwig芳胺化反应、铜催化的Chan-Evans-Lam偶联反应及Ullmann型C/N偶联反应。而氧化C-H/N-H偶联近年来发展成为一种有前途的新方法,它避免了底物的预功能化。然而,触发反应需要强氧化剂或高温条件,阻碍了脆弱官能团进入底物,并可能引发不必要的副反应。因此,在温和条件下的光诱导和电化学氧化C-H/N-H偶联受到越来越多的关注,显著地提高了底物的多样性。从机理上讲,这些反应是通过电化学或光催化从反应底物上夺取一个电子,生成相应的阳离子自由基,并进一步发生C-N偶联反应。在本工作中,仅仅使用底物,不需要过渡金属催化剂、强氧化剂、高温、有机溶剂、光和电化学电池等条件,在水喷雾生成的微液滴中,就实现了氧化C-H/N-H偶联。近年来,水微液滴化学成为一个令人兴奋的领域,因为许多原本在水溶液中难以进行的化学反应,通过微液滴可以自发发生,甚至可以被加速到原来的一百万倍。该方法已成功地用于加速许多不同的有机反应。微液滴的一系列独特性质,如极端pH条件、部分溶剂化、试剂的富集和排列、超高电场等被认为是反应加速的原因,其中最有趣的性质是在微液滴表面自发形成的超高电场(~10 9 V/m)。该电场甚至可以撕裂水中的OH -,在微液滴中产生电子和• OH, 由此产生的电子和• OH可以进一步引发还原和氧化反应,这看似完全矛盾的两个性质居然同时存在,使得微液滴成为了“神奇的矛盾统一体”。由于氧化C-H/N-H偶联的关键步骤是通过氧化底物去除一个电子,本研究的主要策略是利用微液滴在气液界面的超高电场从底物中夺取电子,产生底物的阳离子自由基。底物多为具有扩展π共轭体系的芳香化合物,因此它们的氧化电位应该低于OH -。改工作采用鞘气喷雾的方式产生水微液滴,在质谱中直接观测到了N,N-二甲基苯胺的阳离子自由基(DMA • +)、吩噁嗪的阳离子自由基(POA • +),以及C-N偶联产物的质谱(图1)。图1. 水微液滴中DMA和POA自发进行的C-N偶联反应的质谱分析。图2. 微液滴促进的五种自发的氧化C-H/N-H交叉偶联反应。此外,本工作还研究了其他四种氧化C-H/N-H偶联体系。这些反应主要发生在DMA与吩噻嗪(PTA)、DMA与4,4' -二甲基二苯胺(DTA)、4-甲氧基苯酚(MOP)与POA、MOP与PTA之间。研究结果表明,这五种不同的反应在微液滴中都是自发的,并且都是超快的。图3 . (a) DMA与POA之间自发的自由基/自由基偶联反应;(b) MOP与POA之间自发的分子/自由基偶联反应。红框表示的物种是在质谱中观察到的。以DMA和POA之间的反应作为自由基/自由基偶联的例子(图3a),以MOP和POA之间的反应作为分子/自由基偶联的例子(图3b)来讨论这些产物的形成机理和动力学。反应的第一步是通过微液滴表面的高电场从底物上去除一个电子。接下来,POA • +(4)被脱质子,形成化合物(5),该化合物在电场中也会失去一个电子,在 m/z 182处形成一个 (POA-H) +的小峰,即POA的乃春(6)。然后,(3)和(5)发生自由基/自由基交叉偶联构成C-N键,形成质荷比为 m/z 303的产物(7),比最终产物多一个质子。随后(7)脱质子产生了不带电的产物(8),由于产物(8)仍然暴露在微液滴上的电场中,在 m/z 302处也可以看到它的阳离子自由基(9)。(6)也可以与(3)直接反应生成(9)。所有支持这一机制的关键自由基和中间体都可以在质谱中观察到。中性MOP分子和POA • +形成C-N键的机理步骤是分子/自由基偶联(图3b)。自由基/自由基偶联和分子/自由基偶联之间的另一个细微差别是形成质谱可观测的带电的(Product+H) +物种(7)或形成质谱不可观测的中性的Product+H物种(11)。在涉及MOP反应的质谱图中,(Product+H) +的峰几乎可以忽略不计,这表明MOP形成C-N键的关键步骤确实是分子/自由基偶联,产生中性物质。图3b中的其他步骤与图3a中的类似。该文章发表在Journal of the American Chemical Society上,本文的第一作者是南开大学的博士研究生张冬梅。
  • 世界上首次用HVPE法在6英寸晶片上氧化镓成膜成功
    ―为功率器件的低成本化和新一代EV的节能化做出贡献―   在NEDO的“战略性节能技术革新计划”中,Novel Crystal Technology,Inc.(以下略称Novel)与大阳日酸(株)及(大)东京农工大学共同开发了作为新一代半导体材料而备受瞩目的氧化镓(β-Ga2O3)的卤化物气相外延(HVPE)。   该成果使能够制造大口径且多片外延晶片的β-Ga2O3批量生产成膜装置的开发取得了很大进展,有助于实现成膜成本成为课题的β-Ga2O3外延晶片的大口径低成本化。如果β-Ga2O3功率器件广泛普及,则有望实现产机用电机控制的逆变器、住宅用太阳能发电系统的逆变器、新一代EV等的节能化。图1在6英寸测试晶片上成膜的β-Ga2O3薄膜   1 .概述   氧化镓(β-Ga2O3)※1与碳化硅(SiC)※2和氮化镓(GaN)※3相比具有更大的带隙※4,因此基于β-Ga2O3的晶体管和二极管具有高耐压、高输出、高效率的特性,β-Ga2O3功率器件※5的开发,日本处于世界领先地位,2021年本公司成功开发了使用卤化物气相外延(HVPE)法※6的小口径4英寸β-Ga2O3外延晶片※7,并进行了制造销售※8。作为该外延成膜的基础的β-Ga2O3晶片与SiC和GaN不同,Bulk结晶的育成迅速的熔体生长来制造,因此容易得到大口径、低价格的β-Ga2O3晶片,有利于功率器件的低价格化。   但是,β-Ga2O3的成膜所采用的HVPE法能够实现低廉的原料成本和高纯度成膜,另一方面存在基于HVPE法的成膜装置只有小口径(2英寸或4英寸)且单片式的装置被实用化的课题。因此,为了降低成膜成本,通过HVPE法实现大口径(6英寸或8英寸)的批量式批量生产装置是不可缺少的。   在这样的背景下,Novel公司在NEDO (国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构)的“战略性节能技术革新计划※9/面向新一代功率器件的氧化镓用的大口径批量生产型外延成膜装置的研究开发”项目中,制作了β-Ga2O3在本程序的培育研究开发阶段(2019年度)进行了作为HVPE法原料的金属氯化物※10的外部供给技术※11开发,在实用化开发阶段(2020年度~2021年度)为了确立批量生产装置的基础技术,进行了6英寸叶片式HVPE法的外部供给技术※11开发,而且,这是世界上首次成功地在6英寸晶片上成膜了β-Ga2O3。   2 .本次成果   Novel公司、大阳日酸及东京农工大学开发了6英寸叶片式HVPE装置(图2),在世界上首次成功地在6英寸测试晶片(使用蓝宝石基板)上进行了β-Ga2O3成膜(图1)。   另外,通过成膜条件的优化和采用独自的原料喷嘴结构,证实了在6英寸测试晶片上的β-Ga2O3成膜,以及确认了能够实现β-Ga2O3膜厚分布±10%以下等在面内均匀的成膜(图3)。通过本成果确立的大口径基板上的成膜技术和硬件设计技术,可以构筑β-Ga2O3成膜装置的平台,因此大口径批量生产装置的开发可以取得很大进展。这样,通过β-Ga2O3成膜工艺和应用设备带来的功耗降低,预计在2030年将达到21万kL/年左右的节能量。图2用于β-Ga2O3成膜的6英寸单片式HVPE装置的外观照片图3 β-Ga2O3在6英寸测试晶片上膜厚分布   3 .今后的安排   Novel公司、大阳日酸及东京农工大学在NEDO事业中继续开发用于β-Ga2O3成膜批量生产装置,今后使用6英寸β-Ga2O3晶片的外延成膜,通过β-Ga2O3薄膜的电特性评价和膜中存在的缺陷评价,得到高品质的β-Ga2O3薄膜,另外,确立β-Ga2O3外延晶片的量产技术后,目标是2024年度量产装置的产品化。用HVPE法制造的β-Ga2O3外延晶片主要用于SBD※12和FET※13,因此预计2030年度将成长为约590亿日元规模的市场(根据株式会社富士经济“2020年版新一代功率器件&功率电瓷相关设备市场的现状和未来展望”) 今后将实现批量生产装置,通过进入β-Ga2O3成膜装置市场和普及Ga2O3功率器件,为促进新一代EV等的节能化做出贡献。   【注释】   ※1氧化镓(β-Ga2O3)   氧化镓是继碳化硅和氮化镓之后的“第三功率器件用宽带隙半导体”,是受到广泛关注的化合物半导体,是作为功率器件的理论性能压倒性地高于硅,也超过碳化硅和氮化镓的优异材料。   ※2碳化硅(SiC)   SiC是碳和硅的化合物,是主要用于高耐压大电流用途的宽带隙半导体材料。   ※3氮化镓(GaN)   GaN是镓和氮的化合物,具有比SiC更稳定的结合结构,是绝缘破坏强度更高的宽带隙半导体。主要用于开关电源等小型高频用途。   ※4带隙   电子和空穴从价带迁移到导带所需的能量。将该值大的半导体定位为宽带隙半导体,带隙越大,绝缘破坏强度越高。β-Ga2O3的带隙约为4.5 eV,比Si(1.1 eV),4H-SiC(3.3 eV)及GaN(3.4 eV)的值大。   ※5功率器件   用于电力转换的半导体元件,用于逆变器和转换器等电力转换器。   ※6卤化物气相沉积(HVPE)法   指以金属氯化物气体为原料的结晶生长方法。其优点是可以高速生长和高纯度成膜。   ※7β-Ga2O3外延晶片   是指在晶片上形成β-Ga2O3的薄膜形成晶片。在成为晶片的晶体上进行晶体生长,在基底晶片的晶面上对齐原子排列的生长称为外延生长(外延生长)。   ※8成功开发4英寸β-Ga2O3外延晶片,制造销售   (参考) 2021年6月16日新闻发布   " https://www.novel crystal.co.jp/2021/2595/"   ※9战略性节能技术创新计划   摘要:“https://www.nedo.go.jp/activities/zzjp _ 100039.html”   ※10金属氯化物   是作为HVPE法金属原料的化合物,代表性的金属氯化物有GaCl,GaCl3,AlCl,AlCl3,InCl,InCl3等。   ※11外部供应技术   在HVPE法中,将金属氯化物生成部和成膜部独立分离,从反应炉外部使用配管等供给金属氯化物的技术。   ※12SBD   肖特基势垒二极管(SBD:Schottky Barrier Diode)。不是PN结,而是使用某种金属和n型半导体的结的二极管。其优点是与其他二极管相比效率高、开关速度快。   ※13FET   场效应晶体管( FET:Field Effect Transistor )。闸门电极二电压通过添加通道在区域产生电界根据电子或正孔的密度,控制源漏电极之间的电流晶体管是指。
  • 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.
  • 婴配奶粉也中招!六大品牌检出芳香烃矿物油
    p style=" text-indent: 2em " 配方奶粉具有丰富的营养成分,是除母乳外妈妈喂哺宝宝的首选。近年来,很多年轻父母为了给宝宝选到一款好奶粉,都会选择海淘,认为海淘奶粉相对于国内奶粉更安全。然而近期德国却爆发了“芳香烃门”事件。 /p p style=" text-indent: 2em " 位于德国总部的公益组织“食品观察”在官网上发布一份调查报告称,该机构抽检了在德国销售的16款奶粉(德国4款,法国8款,荷兰4款),其中有8款产品检出芳香烃矿物油成分。据悉,此次卷入“芳香烃门”的奶粉总共涉及到6大品牌,分别是: strong 雀巢、诺优能、悠蓝、英雄宝贝、宝怡乐、佳丽雅。 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/d625a705-8c7a-42ae-afb1-526b5932ccef.jpg" title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 食品中过量芳香烃物质或对身体器官造成损伤 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " “食品观察”组织发布的检测报告显示,这些受影响奶粉中的芳香烃矿物油含量在每公斤0.5毫克至3毫克之间,这一污染程度暂不会引起任何急性疾病症状。 /p p style=" text-indent: 2em " 资料显示,芳香烃简称芳烃,是苯及其衍生物的总称,主要包括直链、支链烷烃和烷基取代的环状饱和烷烃(MOSH)以及烷基取代的芳香烃(MOAH)两个类型,而如今普遍认为MOAH 具有可能致癌和致突变的隐患,而 MOSH(特别是C16~C35)容易在身体器官中积累并可能造成损伤。目前还未有相关研究证实,低剂量的芳香烃物质对人体健康能产生多大影响。 /p p style=" text-indent: 2em " 食品中矿物油残留可能来自生产加工产品的机器,也可能来自纸质包装上的油墨、食品原料在收割、晾晒、加工过程中接触的发动机润滑油、未完全燃烧的汽油、轮胎和沥青碎屑,食品加工使用的白油,以及环境污染等。目前欧盟及德国没有针对食品中芳香烃矿物油残留颁布法定限量。 /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 食品中芳香烃矿物油未入检测体系& nbsp 相关检测方法仍不少 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 利用化学及仪器对食品中各种矿物油分析的方法有很多,包括荧光法、皂化法、红外光谱法、薄层色谱法、气相色谱法、气相色谱—质谱联用、在线联用的高效液相色谱-气相色谱-氢火焰离子化器检测法、离线固相萃取法、二维气相色谱法等。据悉,本次“食品观察”实验室使用的是在线LC-GC-FID定量和GC*GC*TOF 定性,该产品源自Axel Semrau的分析系统。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近年来,我国对食品安全十分重视,安全状况日益改善。但我国目前在烃类矿物油检测领域尚有不足。目前国家对矿物油等指标尚未纳入检测体系,每年的食品安全监督抽检并未包含该项检测,而欧美等国家已将其纳入相关检测体系。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 我国食品安全管控体系尚不完善,除了要增加监督和检测指标数量外,还应实现对整个生产链条的全程监测,加强对慢性食品安全风险的管控,实现对危害食品安全行为的有效控制,为食品安全保驾护航。 /p p br/ /p
  • 理化所合成共轭莫比乌斯索烃研究取得进展
    p & nbsp & nbsp 在分子层面具有莫比乌斯构象的共轭体系有着独特分子性质,在分子合成和芳香性理论基础研究领域具有重要意义。莫比乌斯构象的共轭分子通常处于亚稳态结构,此类分子的合成与表征长期以来是合成化学中的难点,基于莫比乌斯共轭分子构建更复杂的超分子复合体更具挑战。 /p p & nbsp & nbsp 近日,中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究团队与厦门大学科研人员合作,利用铜模板法高效合成对苯撑全共轭索烃,并通过单晶X-射线衍射揭示固态下的该索烃化合物由两个稳定莫比乌斯构象的共轭碳环组成。理论计算结果显示,构成索烃的共轭碳环之间存在高达每摩尔84千卡的分子内非共价π-π相互作用,是稳定分子固态下莫比乌斯构象的关键。理论模型确认了该碳环π体系的共轭性和芳香性。 /p p & nbsp & nbsp 合成化学与理论化学的结合对探索具有复杂且新颖结构的分子具有重要意义。对苯撑全共轭索烃不仅可作为互锁超分子结构的组成单元,也可作为一类新型莫比乌斯共轭分子。该研究为分子设计以及探索芳香性和成键规律提供了新思路。 /p p & nbsp & nbsp 相关研究成果发表在《自然-通讯》上,理化所研究员丛欢是论文通讯作者并主导研究工作,厦门大学教授朱军作为共同通讯作者负责理论计算的研究;理化所研究生范洋洋、厦门大学研究生陈丹丹、理化所博士后黄泽傲是论文共同第一作者。相关研究得到了中科院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中组部和中国博士后科学基金的资助。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/73d9e6f3-810c-4287-8b3c-efed19cc057e.jpg" title=" W020180806306976252698.png" / /p p style=" text-align: center " 基于莫比乌斯共轭的分子构建更复杂的超分子复合体 /p
  • 山东省地方标准《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法》发布实施
    2020年4月3日,山东省地方标准DB37/T 3922《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法》正式颁布啦! 从2017年到2020年,历经三年多的时间,经过大量实验室和现场验证,对于固定源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃指标的测定在原HJ38-2017方法标准的基础上引入了便携式现场直读方法。 此方法标准的出台对于山东省非甲烷总烃的现场测定实现了有法可依,对于已出台的山东省挥发性有机物排放标准体系(共7个部分)提供了非甲烷总烃指标的现场方法支撑,同时可用于在线仪器的现场比对和应急保障等各方面现场工作。山东省地方标准DB37/T 392201标准制订的重要内容标准明确规定了对于固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定使用氢火焰离子化检测器(FID)法,对于甲烷的分离使用催化氧化的方法,根据大量现场验证,适用于绝大多数的工况现场要求。标准同时明确了适用范围、仪器结构组成、监测频率、结果计算方式、质控措施以及使用注意事项等方面的具体要求。02构建了新的指标体系,有法可依结构组成:采用FID检测器+催化氧化单元+定量环方式进样;监测频率:按分钟计算测量数据,取连续 5 min~15 min 测定数据的平均值,作为一次测量值;结果计算:明确标准状态下废气中的质量浓度表示;质控措施:要求测试前后用标气验证示值误差等指标,且要求每半年检查仪器的催化效率,须达到90%以上。03现场工作要符合以下需求标准对仪器现场工作所需要的气源——燃烧气、标气和除烃空气均做出明确规定。其中燃烧气氢气纯度需达到99.999%,须以安全形式存储;标气必须为有证可溯源甲烷/丙烷等气体等等;同时作为现场直读仪器,标准要求仪器同屏显示总烃和甲烷的数值,具备显示实时数据和曲线、查询历史 数据功能,具有远程数据传输功能和现场打印功能等等。青岛环控设备有限公司的POLLUTION PF-300便携式甲烷、总烃和非甲烷总烃测试仪有幸参与到此标准的现场测试与方法验证过程,为标准的严谨、规范与合理提供了有力的数据支撑。该产品符合标准所有要求,在全国已有广泛的用户群体。
  • 新突破!郑州大学首次实现环境友好型黄光LED |前沿用户报道
    供稿:马壮壮编辑:chen新型金属卤化物钙钛矿材料具有荧光量子产率高、发射光谱可调、色域覆盖范围广,以及发光纯度高等优异的光学性能,在照明和高性能显示等领域具有广阔的应用前景,并有望应用于大尺寸超清显示和高端照明等领域。以往报道的钙钛矿LED,尽管具有较大优势,也存在两大问题。一方面,发光层多采用含有重金属铅卤化物钙钛矿,而铅离子的毒性不可避免地会对人体和环境带来较大危害,并限制其未来大规模产业化的应用。另一方面,这些材料开发出的钙钛矿LED器件工作稳定性较差,尤其是黄光波段的钙钛矿LED长时间工作方面面临巨大的挑战。为克服这两大困难,近期,郑州大学史志锋团队采取利用一种新材料作为发光层,实现了电驱动的黄光LED,且同时克服了铅毒性和运行不稳定这两大缺点,本次“前沿用户报道”栏目就将带你走进史教授团队的研究工作。铜基卤化物,发光层材料的潜力股要想获得高性能的发光二管,重要的是选择和制备发光层,这关系到发光二管的发光效率、工作稳定性等各方面的性能。开篇我们已经提到,在以往的钙钛矿黄光LED报道中,通常使用铅卤混合钙钛矿作为发光层,毒性问题和稳定性都不尽如人意。那么,有没有一种材料能够同时解决这两个问题呢?图片来源:pixabay铜基卤化物就是这种性能优异的化合物,它兼具无毒、稳定两种优势特性,采用这种材料作为发光层,理论上就可以实现环保绿色且工作稳定发光器件的制备,具有非常重要的科学意义和应用前景。为此,课题组从材料合成到器件制备展开了详细的探索研究。高稳定、高效率,这个薄膜材料有点牛要制备高性能LED,步工作便是制备出基于铜基卤化物薄膜的发光层。史教授团队采用低温反溶剂法制备出无毒的黄光铜基卤化物薄膜(CsCu2I3),在制备过程中发现,该无铅钙钛矿薄膜具有良好的结晶质量,这无疑增加了他们对该材料能够用于制备高性能LED器件的信心。接下来,他们对这一发光层展开系列表征。(左)LED器件的示意图(右)LED的发光实物图和CsCu2I3薄膜的发光照片1、发光性能表征研究人员先对薄膜进行了光学特性分析,主要使用HORIBA Fluorolog-3荧光光谱仪对稳态荧光光谱、荧光量子产率和瞬态荧光光谱进行了检测。结论发现该薄膜具有明亮的荧光发射特性,且发光峰位也在黄光发射区,可以用来制备黄光LED。此外,后续较高的荧光量子产率和较长的荧光寿命等光学特性的分析,也充分证明了该薄膜具有高效的发光效率,性质非常优异。无铅CsCu2I3薄膜的光学特性表征图a为薄膜制备示意图及其在紫光灯下的发光照片,能够看出该薄膜具有明亮的荧光发射特性;图b为薄膜的稳态荧光光谱和吸收谱,我们发现薄膜的发光峰在550 nm,属于黄光发射区,可见其能够用来制备黄光LED;图c为薄膜的荧光量子产率测试,薄膜的荧光量子产率高达20.6%,这是无铅体系黄光波段发光效率的高值;图d为薄膜的瞬态荧光光谱的表征,长的荧光寿命证明了薄膜具有高效的发光效率。2、稳定性表征该课题组继续使用HORIBA Fluorolog-3荧光光谱仪,对材料的热稳定性、空气储存稳定性进行测试。结果发现,无论是持续加热,还是在空气中长时间放置,该器件的荧光强度均变化不大。这些光谱分析都表明该材料具有优异的稳定性,可以作为发光层构建高稳定的LED。无铅CsCu2I3薄膜的热稳定性(a, b)和空气稳定性(c, d)测试图a显示了薄膜在不同加热温度下的荧光强度变化,可以看到恢复到室温后,荧光强度仍然可以维持原来的93%左右;图b为薄膜在60o C持续加热的荧光光谱,在持续加热300分钟后,光谱的形状和峰位置几乎没有发生变化;图c和d为薄膜的空气稳定性测试,可以看出薄膜在空气中储存100天后,荧光强度几乎没有发生变化。综合上述两部分表征,已经证明了CsCu2I3薄膜具有高效的发光效率和优异的稳定性,这也为他们后续制备高性能的LED打下基础。新型黄光LED性能太优异史教授团队将CsCu2I3薄膜作为发光层,进一步制备出基于无铅铜基卤化物薄膜的电致发光LED。图片来源:pixabay这一黄光LED发光器件的性能究竟能否投入应用呢?史教授团队继续对制备的LED器件展开了稳定性测试,以证明该器件可以在大气环境下工作。从下图b我们可以看到,将具有高发光效率和高稳定性的CsCu2I3薄膜作为发光层,制备出的电驱动LED器件,其发光峰位于550 nm,与材料的荧光光谱相对应(图b)。这意味着高效的黄光LED已经成功实现。基于CsCu2I3薄膜的LED制备:(a)器件示意图(b)器件的发光光谱;(c)实物图下图d为器件在空气环境下的长时间工作的稳定性测试,我们可以看到,器件在大气环境下可以持续工作,即使在高温60oC条件下,器件的工作寿命仍然可以达到2.2小时。种种结果都表明,该器件具有优异的长时间工作稳定性。(d)基于CsCu2I3薄膜的LED器件稳定性测试综合以上研究,史教授团队制备的黄光LED发光器件,表现出了明亮的发射和出色的工作稳定性。不仅如此,该研究成果实现了兼具环保无毒和工作稳定的低成本钙钛矿黄光LED,为新型、廉价、高效、稳定的黄光LED设计与制备提供了新的思路,具有非常重要的科学意义。郑州大学史志锋团队一直致力于解决钙钛矿发光器件中存在的效率、毒性和稳定性问题。此项研究成果提供了一种全新的思路来获得环保无毒和稳定的钙钛矿LED,未来随着对材料理解的深入及工艺技术的进步,有望进一步提高钙钛矿发光器件的效率和稳定性,推进其产业化的进程。在不远的将来,钙钛矿LED将会以其优异的性能和稳定的工作成为新一代照明与显示领域的有力竞争者,在未来照明与显示产业中占有重要地位。在该工作中大量重要的光谱表征是通过Fluorolog-3荧光光谱仪实现,该荧光光谱仪具有重现性好,测量分析速度快,操作简单等优点,能够满足样品的光学表征方面的基本测试。尤其是在荧光量子产率测试及其分析方面,高灵敏(SNR16000:1)和超宽检测范围(200-1700nm可选)的特点,确保了实验结果的准确性。团队介绍&论文原文这一成果近期以郑州大学为单位,发表于国际知名期刊《ACS Nano》(影响因子:13.903)。文章的作者是郑州大学博士生马壮壮,通讯作者为郑州大学史志锋副教授和单崇新教授,以及吉林大学张立军教授。该工作得到了国家自然科学基金、中原千人计划-中原青年拔尖人才以及河南省高校科技创新人才计划等项目的支持。文章标题:Stable Yellow Light-Emitting Devices Based on Ternary Copper Halides with Broadband Emissive Self-Trapped Excitons 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。
  • 华理再次突破技术壁垒!钙钛矿单晶制备进入“快车道”!
    据华东理工大学(简称华理)消息,华东理工大学清洁能源材料与器件团队近期自主研发了一种钙钛矿单晶薄膜通用生长技术,将晶体生长周期由7天缩短至1.5天,实现了30余种金属卤化物钙钛矿半导体的低温、快速、可控制备,为新一代的高性能光电子器件提供了丰富的材料库,相关成果发表于国际知名学术期刊《自然-通讯》。华东理工大学科研人员展示钙钛矿单晶晶片通用生长技术金属卤化物钙钛矿是一类光电性质优异、可溶液制备的新型半导体材料,在太阳能电池、发光二极管、辐射探测领域显示出应用前景,被誉为新能源、环境等领域的新质生产力,成为学术界、工业界争相创新研发的目标。相对于碎钻般的多晶薄膜,钙钛矿单晶晶片具有极低的缺陷密度(约为多晶薄膜的十万分之一),同时兼具优异的光吸收、输运能力以及稳定性,是高性能光电子器件的理想候选材料。然而,国际上尚未有钙钛矿单晶晶片的通用制备方法,传统的空间限域方法仅能以高温、生长速率慢的方式制备几种毫米级单晶,极大地限制了单晶晶片的实际应用。钙钛矿单晶薄膜材料生长涉及到成核、溶解、传质、反应等多个过程,其生长过程的控制步骤仍不明确。研究团队结合多重实验论证和理论模拟,揭示了传质过程是决定晶体生长速率的关键因素,自主研发了以二甲氧基乙醇为代表的生长体系,通过多配位基团精细调控胶束的动力学过程,使得溶质的扩散系数提高了3倍。在高溶质通量系统中,研究人员将原有的晶体生长温度降低了60度,晶体的生长速率提高了4倍,生长周期由7天缩短至1.5天。该成果的主要完成人、华东理工大学侯宇教授介绍,“该单晶薄膜生长技术具有普适性,可以实现30余种厘米级单晶薄膜的低温、快速、高通量生长。”钙钛矿结构中常用的铅元素可以轻易替换成低毒性的锡、锗、铋、锑、铜,卤素离子(氯、溴、碘)全覆盖。此外,一些难以合成的具有双金属结构、多元素合金的单晶,也首次实现了单晶的可控制备。华理研究团队称,这一研究成果不但突破了传统生长体系中溶质扩散不足的技术壁垒,提供了一条普适性、低温、快速的单晶薄膜生长路线,构建了30余种高质量厘米级单晶薄膜材料库,团队还组装了高性能单晶薄膜辐射探测器件,实现大面积复杂物体的自供电成像,避免高工作电压的限制,拓展辐射探测的应用场景,为便携式、户外条件提供了新范式。该研究工作以华东理工大学为唯一通讯单位。华理材料科学与工程学院博士生刘达为论文的第一作者,侯宇教授和杨双教授为论文的通讯作者,并得到了杨化桂教授的悉心指导。上述研究工作得到了国家高层次人才特殊支持计划、国家优秀青年科学基金、上海市基础研究特区等项目的资助。
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