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过渡金属镍

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过渡金属镍相关的资讯

  • 南开大学张新星质谱团队成果:揭示大气水中低价过渡金属高丰度的隐藏原因
    高中化学常识告诉我们,在水溶液中,三价铁离子和二价铜离子是稳定的,而二价铁离子和一价铜离子或由于快速氧化,或由于歧化,在水溶液中无法稳定存在。然而,与这个常识截然相反的观察是,在大气水(云水、雾水、雨水)中,低价的铁离子和铜离子通常以较大的丰度存在,很多时候甚至可以高达90%以上。现阶段科学家们认为大气水中的配体螯合以及多种光化学过程使得低价过渡金属可以稳定大量存在。  近日,南开大学张新星研究员团队利用微液滴化学的独特还原性质,在大气中或氛围精确控制的手套箱中(图1a)将三价铁和二价铜以及四种配体(图1b)的水溶液喷出,发现高价过渡金属离子可以自发还原成低价。由于云雾皆为微液滴,这一研究揭示了新的大气水中低价过渡金属高丰度的隐藏成因。该工作发表在近期的Journal of the American Chemical Society 杂志上。  图1. 三价铁离子被微液滴自发还原的质谱学研究  近年来,微液滴化学成为了当下最热门的研究领域之一。现有大量的实验和理论报道为微液滴气液界面存在的极高电场(~109 V/m)提供了证据,该电场可以撕裂氢氧根,生成羟基自由基和自由电子,该电子使微液滴中的物质发生自发的还原反应。以三价铁和草酸根配体为例,喷出微液滴后,质谱发现了大量的二价铁产物(图1c)。该团队共在六个体系中发现了过渡金属从高价自发还原到低价的现象。  值得一提的是,在大气中和在氮气保护的手套箱中的同一实验,在手套箱中展现了五倍丰度的还原产物(图1c),这意味着大气中必然有很多杂质在和过渡金属离子竞争微液滴中的电子。为了回答“微液滴中的电子到底去哪儿了”这一困扰该领域多年的科学问题,该团队通过精确控制手套箱中的气体成分(有无O2、有无CO2、有无NO2),发现空气中的O2、CO2和NO2都在争夺微液滴中的自发电子,分别生成了O2-、HCO2-以及NO2-(图2),有力地证明了:(1)微液滴中确有电子存在 (2)空气中的很多物种均可被该电子还原。  图2. 空气中微液滴内电子的去向研究  南开大学研究生苑旭、张冬梅为本文第一、第二作者,南开大学本科生梁驰予为本文第三作者。南开大学张新星研究员为本文通讯作者。Spontaneous Reduction of Transition Metal Ions by One Electron in Water Microdroplets and the Atmospheric ImplicationsXu Yuan, Dongmei Zhang, Chiyu Liang, and Xinxing Zhang*J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c00037
  • 基于单层过渡金属硫化物的单光子源研究获进展
    近日,华南师范大学物理与电信工程学院/广东省量子调控工程与材料重点实验室副研究员朱起忠与香港大学博士翟大伟、教授姚望合作,在单层过渡金属硫化物的激子特性方面取得重要研究进展。他们在理论上提出了基于层内激子产生偏振与轨道角动量锁定的单光子源及其阵列的方案。相关研究发表于国际权威学术期刊Nano Letters。  单光子源在量子信息和量子通讯中具有重要的应用价值。近些年来,研究人员发现单层过渡金属硫化物(TMD)中的激子可以作为很好的单光子源,具有高度的可集成性和可调控性,并且莫尔周期外势中的激子普遍被认为可以实现单光子源阵列。这引起了研究人员的广泛兴趣和大量研究。  然而,目前研究的基于TMD的单光子源发出的光子只有偏振自由度,而我们知道光子除了偏振自由度外还有轨道角动量自由度。能否利用TMD中的激子来产生携带轨道角动量以及偏振和轨道角动量纠缠的光子呢?如果可以做到,这将在充分利用TMD中单光子源的优势的基础上提供一个新的产生内部自由度纠缠的单光子源,预期将在领域内引起广泛的兴趣。  最新研究中,研究人员在考虑TMD层内激子的能谷轨道耦合的基础上,发现通过利用将TMD铺在各项同性的纳米泡上产生的各向同性的应力束缚势,应力外势中的激子本征态具有能谷和轨道角动量纠缠的特性。利用光与激子的耦合理论,他们进一步证明了这样得到的能谷和轨道角动量纠缠的激子可以被携带轨道角动量的光子激发,也可以通过激子复合发出偏振和轨道角动量纠缠的单光子。  研究组又进一步提出,基于转角氮化硼衬底产生的大周期莫尔外势,TMD中的带电激子在此基础上可以形成发出偏振和轨道角动量纠缠的单光子源的阵列。  该研究工作提出了基于TMD中的激子产生偏振和轨道角动量纠缠的单光子源及其阵列的一种新方案,对基于TMD的单光子源研究起到了推动作用,具有潜在的应用前景。  上述研究得到了国家自然科学基金和广东省自然科学基金的支持。华南师范大学硕士研究生张迪为该论文第一作者,朱起忠为通讯作者,华南师范大学为第一单位。
  • 吉林大学材料学院能源化学研究综述:MOFs衍生的过渡金属单原子电催化剂用于高效氧还原反应
    电化学储存与转换系统主要包括金属离子电池、双离子电池、超级电容器、金属-空气电池和燃料电池等。后两种是清洁、安全、可靠的能源装置,具有环境友好、能量密度高、原料来源丰富、工作时间长等优点。氧还原反应(ORR)作为燃料电池的阴极反应,具有缓慢的反应动力学。因此,需要电催化剂来增强反应过程。近年来,过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)因其优异的催化活性(FeCoMnCuNi)、低成本和优异的稳定性而蓬勃发展。由于单原子在制备过程中容易团聚,因此载体材料的选择对于TM-SACs的形成尤为重要。载体也会影响催化反应中的电子输运和物质输运过程。MOFs具有结构可调、改性方法多样等优点,在TM-SACs的制备方面具有很大的潜力。图1. 基于MOFs的TM-SACs的制备策略和表征方法02成果展示金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)由于其独特的结构和组成,在燃料电池和金属-空气电池的氧还原反应中得到了广泛的应用。近年来,以MOFs为前驱体或模板制备过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)的研究取得了很大进展。近期,吉林大学材料科学与工程学院郑伟涛团队对MOFs衍生的TM-SACs的制备方法和表征手段进行概述,并在此基础上归纳了TM-SACs的结构与性能的关系 (图1)。该综述旨在阐明大量的最新研究进展,来指导高活性、高负载量、高稳定性的TM-SACs的实现。第一作者为吉林大学材料科学与工程学院硕士生宋可心,通讯作者为张伟教授和郑伟涛教授。03图文导读1.ORR反应机制与优化原则ORR的反应过程如图2所示。由于反应条件的不同,导致酸性和碱性条件下的反应机制存在一定的差异。研究表明,酸性条件下较差的ORR性能主要是由于反应过程中吡啶-N质子化为吡啶-N-H结构,所以可以通过以下方式改善酸性条件下的ORR性能:1)防止质子和吡啶-N在酸性环境中快速结合;2) 增加本征活性和活性位点的数量。然而,在碱性条件下,大多数研究证明吡啶-N在催化过程中起着积极的作用。因此,增加吡啶-N的含量和增加金属活性中心数量是改善碱性条件下ORR性能的重要手段。此外,O2分子在活性位点上的吸附方式主要分为以下三种:Griffiths模式、Pauling模式和Yeager模式。不同的吸附模式也对催化机制产生一定的影响。图2.(a)酸性条件下ORR反应示意图。(b)碱性条件下ORR反应示意图。(c)O2在金属活性位点的三种吸附模式示意图2. 单原子催化剂的表征手段由于SACs的金属的尺寸很小,对表征技术提出了更高的要求。电镜技术和谱学技术的有效结合可以实现SACs的定性和定量分析。球差电镜利用其超高的空间分辨率可以直接观察到单原子的存在。结合EELS和EDS可以准确地确定材料的元素分布,有利于结构分析和物相识别。谱学技术,如(原位)X射线精细结构分析、穆斯堡尔光谱、红外光谱、原位拉曼光谱和原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS),有助于准确表征SACs并探究催化机理。这些表征技术从不同角度证实了SACs的存在,形成了完整的SACs表征体系。表征技术如图所示:图3.(a)FeSAC@FeSAC-N-C的不同放大倍数的像差校正STEM图像和EDS图像。(b)Co-pyridinic N-C的不同放大倍率的像差校正STEM图像和EELS光谱。(c) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像。(d) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像图4.(a)不同电位下Au L3边和Cu K边的XANES光谱和EXAFS拟合分析.(b)不同电位下的Pt1-N/C的XANES光谱和EXAFS拟合分析3. 基于MOFs制备TM-SACs的五大策略由于MOFs独特的空间结构,是制备TM-SACs的良好前驱体。在这一部分中,详细总结了使用MOFs制备TM-SACs的五种策略,并探讨了TM-SACs的结构特征和性能之间的相关性。所有这些策略都集中于如何保护过渡金属原子在热解过程中不发生团聚。由于MOFs后处理的方式不同,保护机制也存在一些差异。根据保护机制的不同,本部分将其分为以下五种策略:1) 表面限域策略:由于MOFs提供高度分散的金属位点,是制备TM-SACs的理想前驱体或模板。通过使用牺牲金属(SMs)的“空间栅栏”效应,可以调整过渡金属之间的距离,从而有效地避免高温下过渡金属原子的聚集。因为SMs的熔点相对较低,它们在热解过程中挥发。根据过渡金属的掺杂数量,主要可分为以下几类:1)单金属掺杂;2) 双/多金属掺杂。图5.(a)Fe掺杂ZIF-8衍生催化剂的合成过程示意图和不同粒径的Fe掺杂ZIF-8的SEM图像。(b)ZIF-8前驱体中Fe掺杂量对催化剂结构和活性影响示意图。(c)NC吸附铁离子的模型催化剂示意图及反应路径图。(d)通过调节Zn/Co的摩尔比制备Co-SAC/N-C的示意图。(e)负压热解法制备三维石墨烯骨架上的SACs示意图2) 空腔限域策略:利用MOFs独特的空腔结构优势,对金属前驱体进行封装。这种封装效应可以最大程度地减少热解过程中金属前驱体的聚集。对于ZIF结构,ZIF-8是一个具有菱形十二面体结构的三维空间纳米笼,由锌离子和二甲基咪唑配体组装而成。其具有孔径为3.4Å、空腔直径为11Å的空腔结构,金属前驱体可封装在里面来实现金属前驱体的空间隔离。高温碳化后,ZIF-8变成氮掺杂碳骨架,为金属位点的负载提供了载体。常见的金属前驱体可分为以下几类:1)金属无机化合物,如金属盐和金属氢氧化物;2) 金属有机化合物,如乙酰丙酮化合物和二茂铁;3) 金属大环化合物,如酞菁、卟啉和菲咯啉。图6.(a)Mn-SAS/CN催化剂的制备示意图和原位XANES光谱。(b)基于Kirkendall效应制备的(Fe,Co)/N-C催化剂示意图。(c)基于ZIF-8前驱体制备C-Cu(OH)2@ZIF-8-10%-1000的原理图。(d)Fe-ISA/CN催化剂制备示意图。(e)微孔限制和配体交换法制备Co(mIm)-NC催化剂示意图3) 外层保护策略:对MOFs的外层采取一些保护措施,以避免在热解过程中结构坍塌和金属原子的聚集。未热解MOFs表面的金属离子呈现高度分散的单原子态。但是在热解后由于单个原子的高比表面能,会发生团聚,这大大降低了金属活性位点的利用效率。此外,高温热解后,MOFs的孔结构坍塌,不利于催化剂传质过程和更多活性位点的暴露。因此,应采取措施对MOFs的外层进行保护,以促进高密度TM-SACs的形成,并保持热解后结构的稳定性。常用的保护策略主要分为以下两类:1)有机化合物(如表面活性剂、酶和聚合物)的保护策略;2) 主客体策略。图7. (a)原位约束热解法制备核壳结构的Co-N-C@surfactants催化剂示意图。CoN2+2活性位点构型和反应自由能演化图。(b)酚醛树脂辅助策略制备核壳结构1.0-ZIF-67@AF催化剂示意图。(c) CoNi-SAs/NC催化剂制备示意图。(d)配体交换策略制备C-AFC© ZIF-8催化剂示意图。(e) Fe-SAs/NPS-HC催化剂制备示意图4)相扩散策略:湿化学合成法通常用于制备以MOFs为前驱体的TM-SACs,即金属前驱体的合成在溶剂中完成。此外,由于单原子与其载体之间的弱相互作用,单原子在随后的制备和催化反应过程中不可避免地会团聚。如果使用MOFs衍生的碳载体作为前驱体,金属原子在高温下的扩散特性将被捕获并在碳载体上还原。这种强烈的相互作用可以提高催化剂的高温稳定性,也为TM-SACs的制备提供了一条新的途径。相扩散策略主要分为以下两种方法:1)球磨法(固相扩散法);2) 气相扩散法。图8.(a)固相合成法制备Fe掺杂ZIF-8的原理图。(b) M15-FeNC-NH3催化剂制备示意图。(c) Fe-N/C催化剂制备的示意图及ORR性能曲线。(d)气相扩散法制备Cu-SAs /N-C催化剂示意图。(e)金属氧化物热扩散法制备Cu ISA/NC催化剂原理图和Cu-N3-C、Cu-N3-V自由能演化图5)双模板策略:模板策略可以通过模板本身的空间约束效应来控制合成材料的形态、结构和几何尺寸。MOFs是合成TM-SACs的最佳前驱体或模板。外来模板的引入可以对MOFs的形态和尺寸进行一定的限制。三维骨架上的金属原子可以得到很好的保护,有效地避免了热解过程中单个原子的团聚。根据热解后是否需要额外繁琐的步骤去除外来模板,这种双模板策略主要分为以下两类:1)一步模板法:PS和盐模板法;2) 多步骤模板法:介孔SiO2、SiOX和有序介孔硅。图 9.(a)利用KCl模板制备了SCoNC催化剂的制备图和不同放大率的HAADF-STEM图像。(b)PS模板法制备具有分级多孔结构的FeN4/HOPC催化剂的制备示意图。(c)PS模板法制备Fe/Ni-NX-OC催化剂示意图04小结MOFs材料的优异特性为高负载量、高稳定性、高催化活性的单原子催化剂的制备提供了丰富的平台。目前还有许多需要解决的问题,主要包括以下几个方面:1)充分发挥MOF材料的结构多样性的优势,探索一些新的策略来制备TM-SACs。目前主要以ZIF结构为主来制备TM-SACs,可以充分挖掘其他结构的MOF材料来进行制备。2)TM-SACs的单原子活性位点通常以TM-N4为主,这种配位结构被认为具有良好的ORR活性。对活性中心的配位结构进行调整,可以使得它们的活性得到进一步提高。目前已有的调整方式主要包括构建双原子活性中心、引入非金属(S,P,B)、纳米粒子与单原子协同催化、构建客体基团等。3)提高过渡金属单原子的负载量。催化剂的活性与催化位点数目和本征活性息息相关。对于TM-SACs,在合成过程中最大程度地避免单原子的聚集,提高过渡金属的利用效率,将MOF前驱体中的金属位点最大程度地转变为TM-NX结构。 4)实现TM-SACs的大规模制备和通用策略制备。金属浓度过高会导致单原子催化剂在制备过程中极易发生团聚, 并且由于不同种类的金属的配位环境和物理化学性质不同,难以实现制备策略的通用化。因此,开发一种新的策略去实现TM-SACs的大规模制备和通用化制备显得尤为重要。5)利用先进的表征手段和原位技术,在原子水平上对催化剂的结构进行剖析,从而探究结构与性能的关系。这些技术为MOF材料为目标明确的TM-SACs的设计提供了指导。6)结合理论计算去探究TM-SACs的氧还原反应动力学和最佳反应路径,确定催化剂的真实活性位点和反应过程的决速步。这为催化剂的结构设计提供了理论支撑,从而更好地提高TM-SACs的性能。
  • 重金属镍在线监测最新应用动态来啦!
    1背景介绍 镍具有磁性和良好的可塑性和耐腐蚀性,广泛用于飞机雷达等各种军工制造业、民用机械制造业和电子电镀工业等。然而,镍摄入过多会导致人体皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌症,也会对环境产生较大的污染。正因为此,镍被列为第一类污染物,国家制定了相应的标准,严控涉镍企业排出污水中总镍污染物的浓度。因此镍指标的监测非常重要。表1 相关水环境质量标准和行业标准规定的镍排放限值2镍的在线监测技术目前镍的测量方法主要有原子吸收分光光度法(AAS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、化学比色法和电化学分析法,但是AAS、ICP-MS等方法无论是设备费用还是设备运维维护费用,成本较高。目前国内外真正应用于水中金属镍在线监测技术主要是化学比色法和电化学分析法。化学比色法:比色法还可分为丁二酮肟分光光度法和双硫腙分光光度法。丁二酮肟分光光度法准确度高、重现性好,测量范围较宽,仪器结构和操作较为简单。但是灵敏度较低,合适于高浓度废水中镍的检测——例如电镀废水、采矿废水和钢铁冶炼废水等在线监测。部分厂家采用双硫腙分光光度法,但是双硫腙试剂是剧毒品,采购困难。电化学分析法:检测限低,可以对水中μg/L数量级的镍进行精确地定量分析。但是其检测条件苛刻,仪器操作难。表2 国内和行业水质中镍的测定标准方法3镍在线监测痛点1. 目前市场上很多产品对高色度、浊度和成分复杂的水样的预处理和抗干扰能力较差,测量不准确。2. 检测出的并不是水样中的总镍含量,只是简单的游离态镍(镍离子),消解不完全或无消解过程,测量数据不可靠(仅能测准标液)。3. 定量下限较高,无法满足城镇污水处理厂总镍的排放要求。4应用情况监测设备:PhotoTek 6000 总镍水质自动在线监测仪应用场景:近年来,电镀在冶金、机械、电子等领域不断有新的配套进展,然而,电镀生产过程中产生了包括酸碱废水、含氟废水、金属废水、有机废水、氰化物废水等。这些废水必须经过处理达标后才能排放。长期以来,电镀行业一直是生态环境部门重点监管和规范整治的污染行业之一。浙江省某电镀园区采购了数台PhotoTek 6000 总镍在线监测仪,用于进出口废水总镍的监测。去年9月安装至今,用户反馈仪器稳定运行,测量数据准确。定期核查标液,结果偏差在3%之内。应用现场和运行数据如下:应用现场图 图2 PhotoTek6000总镍在线监测仪现场运行部分数据关于朗石朗石是水质监测领域公认的技术领先企业,自成立以来一直潜心研究重金属监测技术:阳极溶出伏安法、化学比色法、冷原子吸收法以及适应各种应用场景的前处理技术。产品系列齐全,环境保护产品认证证书齐全,监测参数包括铅、汞、镉、总铬、六价铬、砷、锌、铜、镍、锰、银、铁等,覆盖了国内现阶段重点关注的重金属污染物,可以满足不同场景的应用,为了满足运维需要,还推出了WEIMS智慧运维平台,欢迎前来咨询。
  • “亚洲金属”项目聚焦土壤内铜镍的风险评价
    日前,历时5年的“亚洲金属”研究项目在京发布研究成果。该项目由中国科学院、中国农业科学院、中国国家环保部环境科学研究院和澳大利亚联邦科学与工业研究组织的国际专家团队共同参与,并获得了中国国家自然科学基金委员会、国际铜业协会、国际镍协会、澳大利亚力拓矿业公司的联合支持。   该项目研究采集中国17种土壤类别进行试验,研发出一套土壤中铜和镍的风险评价方法,首次获得了真正基于我国土壤环境特征的科研数据。项目组的中外科学家联合研发出一套土壤中铜和镍的风险评价方法和数据库,并以此为基础建立土壤生态系统的预测模型,将为我国的土壤环境质量风险评价提供系统、科学的依据。   据悉,目前我国有关土壤中最大允许金属浓度的规范还是在上世纪80年代,根据在实验室环境下将金属盐注入土壤的实验而制定的。而“亚洲金属”项目则是通过重金属铜、镍的实验室、温室,和田间试验研究,找到影响重金属离子生物有效性的主要土壤因子以及量化表征关系;并借助化学检测方法测量铜、镍在土壤溶液中的离子活度,应用化学形态模型预测金属离子的形态和各离子的活度,最终得出更加科学精准的数据。   该项目的另一大亮点是土壤样品变异大,范围广,具有中国土壤的代表性。项目分别在土壤环境为酸、中、碱性的三个城市──湖南省祁阳县、浙江省嘉兴市及山东省德州市进行金属铜、镍土壤毒性田间试验,物种选用了不同灵敏性的品种包括白菜、水稻和大麦等,研究人员发现,对铜和镍非常敏感的当地农作物,保证了土壤样品变异大,范围广,具有中国土壤的代表性。同期还配合进行了温室和实验室试验,以进行数据比对,充分佐证了试验结果的科学性。研究中特别强调了筛查当地重要物种进行试验的重要性,而不是基于欧洲和北美物种主导的温带物种数据库选择物种研究。例如我国的小白菜就被发现对于铜和镍非常敏感。通过当地物种进行试验,保证了所开发出的预测铜和镍对植物和土壤微生物的毒性进行预测的经验模型,与已经在中国各地绘制并检测到的简单的土壤物理化学性能之间存在较好的相关性 (比如:有机物, pH),这使这些模型具备了开发中国土壤中铜和镍的专门质量标准的价值。   换句话说,“亚洲金属”项目得出了铜和镍对植物和土壤微生物的毒性预测的经验模型,从而建立了土壤生态系统的预测动态模型,使标准可以具体到每种不同的土地环境,将为我国的土壤环境质量风险评价提供系统、科学的依据。通过使用这些模型,可以开发出中国土壤中铜和镍的专门质量标准,用于增强相关土壤环境保护法律法规的可执行性和可操作性。   值得注意的是,“亚洲金属”作为一项土壤环境研究项目,率先提出环境风险评价的概念,风险评价中不仅包括不同灵敏性的植物品种,还包括国际上标准的微生物毒性的测试方法;不仅对旱地土壤,还对水田土壤进行了深入的研究,这在我国相关研究领域内均属首次。
  • 欧盟修订玩具中重金属镍限量要求
    2014年7月1日,欧盟在发布2014/84/EU号指令,修订玩具安全指令2009/48/EC附录II的附件A,允许玩具中的不锈钢材料含镍。   在REACH法规中,重金属镍被列为三致物质(致癌、致基因突变、生殖毒性,缩写 CMR),因此严格限制该物质在一般玩具材料中的含量。   然而,现有研究表明,含镍不锈钢已被证明是安全的,所以允许不锈钢材料中含镍。修订之前,仅允许含镍的材料在由不锈钢制作的玩具和玩具部件中 修订后也允许导电玩具部件含镍。   各成员国应在2015年7月1日前进行转换。
  • 万立骏/郭玉国课题组单晶高镍正极材料机械化学失效研究取得新进展
    实现“双碳”目标的时代背景下迫切需要发展高效电能存储技术,锂离子电池作为最先进的电化学能源储存器件之一,在便携式电子设备及电动汽车等领域得到广泛应用。其中高镍正极材料由于具有高容量和低成本的特点,是最有前景的高比能锂离子电池正极材料之一。然而高镍正极材料严重的界面副反应与充放电过程的体积形变导致容量衰减快、安全性差与机械失效等问题,严重限制了其大规模商业应用。纳米晶粒长大成微米级单晶颗粒,不仅能够降低材料比表面积、减少界面副反应提高安全性,而且还能消除多晶二次球颗粒晶间裂缝问题,使高镍正极材料的安全性得到提高。 在国家自然科学基金委、科技部和中科院的支持下,化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室万立骏/郭玉国课题组近年来在单晶高镍正极材料研究中不断取得新突破。例如:针对单晶高镍正极材料动力学缓慢问题,系统研究了单晶高镍正极材料Li+扩散机制,提出了高价态过渡金属离子表面梯度掺杂以提高Li+扩散动力学方法(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 26535)。针对高镍正极严重界面副反应问题,建立了界面化学反应以实现均匀浸润的表面包覆方法,开发了多种单晶正极材料界面稳定化技术。如:利用磷钼酸与表面残锂发生反应,在单晶颗粒表面构筑了Li4MoO5离子导体包覆层(Nano Energy. 2021, 87, 106172);利用Al(NO3)3、(NH4)2HPO4和表面残留锂反应,构筑Li3PO4-AlPO4双功能复合包覆层方法(Nano Energy. 2022, 94, 106901)。针对传统液相界面改性工艺流程长、复杂且成本高的问题,提出气相界面处理方法,成功在高镍正极材料表面构筑了厚度可控的致密无定形Li2CO3纳米包覆层,并发现电化学循环过程中Li2CO3与电解液反应原位转化成稳定的无机富氟正极/电解质界面相,显著提高了材料的电化学性能(Adv. Mater. 2022, 34, 2108947)。 除上述问题以外,由于高镍正极所属的层状过渡金属氧化物正极的晶体结构特点,机械化学失效(滑移、裂缝和扭折)成为其商业应用面临的另一重要科学问题。最近,课题组与中科院物理所肖东东等合作在高镍单晶正极的机械化学行为研究方面取得新进展。通过对高镍单晶正极在充放电过程中的滑移现象进行深入研究,在原子尺度上揭示了滑移的不同表现形式和过渡金属离子层内迁移的运动过程。基于实验与理论计算,提出了减少氧空位以提高位错运动势垒,进而抑制材料层间滑移和裂缝的改性方法(图1);低氧空位单晶高镍正极材料表现出更优异的电化学性能,实验验证了该方法的可行性,为设计构筑高性能单晶高镍正极材料提供了有益参考。这一研究成果近期发表在J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 11338–11347上。 图1 氧空位影响层状过渡金属氧化物正极平面滑移的动力学机制示意图。   分子纳米结构与纳米技术院重点实验室 2022年9月28日
  • 高纯金属基体的ICP-OES分析 | 强大的干扰消除能力:Avio ICP-OES分析金属镍中的杂质
    伦敦金属交易所(London Metal Exchange,LME)是世界上最大的有色金属交易所,成立于 1876 年,于 2012 年被香港证券交易所英镑收购,成为其全资附属公司。伦敦金属交易所的交易品种主要有铜、铝、铅、锌、镍和铝等,发布的成交价格被广泛作为世界金属贸易的基准价格,其价格和库存对世界范围的有色金属生产和销售有着重要的影响。如同 24K 金与 18K 金的差价一样,不同纯度金属的价格差异明显。因此,伦敦金属交易所对交易金属的纯度有着严格的分级和要求,对检测手段也有着严格的规范。从本文开始,我们将陆续推出伦敦金属交易所有色金属质量控制系列 —— 高纯基体金属的 ICP-OES 分析,以镍、铅、铝等为例,让大家了解电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)技术在分析高纯度金属基体中的杂质元素的应用,以及珀金埃尔默 Avio 系列 ICP-OES 在此领域应用的技术特点和优势。ICP-OES 的英文为 Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer,基本原理简单说来就是元素的原子或离子受热或电激发后,发生电子层跃迁,随后从激发态回到基态时发射出具有特征波长和强度不同的电磁辐射,从而进行元素的定性和定量。ICP-OES 系统的组成如下图所示。ICP-OES 技术具有高效稳定,连续快速多元素同时测定,精确度高,检测线性宽等特点,能够进行 70 多种金属元素和部分非金属元素的分析,多数元素的检出限能达到 ppb 级,在地质、冶金、环保、化工、生物、医药、食品、农业等方面用途广泛。那么,让我们先从用途最为广泛的合金材料之一金属镍中的杂质检测开始说起吧!金属镍中的杂质检测金属镍(Ni)由于其具备高温和低温下的高耐腐蚀性和高强度,成为合金材料生产制备中最广泛使用的金属材料之一。伦敦金属交易所发布了不同规格的金属镍的杂质要求,表 1 列举了99.80% 纯度金属镍标准规范中的杂质要求。表1.伦敦金属交易所 99.80% 纯度金属镍(镍标准规范)众所周知,谱线干扰是使用 ICP-OES 检测高纯基体金属样品中的杂质时常常遇到的难题。我们看看珀金埃尔默如何使用 Avio 500 电感耦合等离子体光谱仪(ICP-OES),并利用多谱拟合专利技术(MSF)解析谱线,成功消除主体元素 Ni 对 某些杂质元素如 Bi 和 Sn 的测定干扰,准确检测高纯度金属镍中的杂质元素。样品样品以 5% 硝酸(v/v)消解。按照“99.80% 纯度金属镍标准规范”的要求,所有分析在 1% Ni 溶液中进行,并按照其对杂质元素含量的规定进行加标回收实验。标准工作曲线用 5% 硝酸(v/v)溶液配制浓度水平为 0.25,0.5 和 1.0 ppm 的混合标准溶液。仪器珀金埃尔默 Avio 500 ICP-OES,仪器参数、实验条件设置见表 2,各杂质元素的测定波长见表 3。表2. Avio 500 ICP-OES 仪器参数和实验条件表3. 各杂质元素的测定波长回收率混合标准溶液加到 1% Ni 溶液中的回收率均在 ±10% 以内,结果如图 1 所示,表明能够准确检测低浓度的杂质元素。图1. 各杂质元素在 1% 浓度 Ni 溶液中的加标回收率干扰消除在检测中,Bi 和 Sn 的测定会明显受到 Ni 基体的光谱干扰。使用珀金埃尔默多谱线拟合(MSF)专利技术(原理如图 2 所示),建立模型,可以消除 Ni 谱线干扰。图2. 珀金埃尔默多谱线拟合(MSF)专利技术方法检出限方法检出限定义为连续 7 次测量 1% Ni 溶液中各杂质元素为 0.25 ppm 的测量值的标准偏差的 3 倍,结果如图 3 所示,表明方法的检出限符合金属镍标准规范要求。图3. 1% Ni 溶液中各杂质元素的检出限(蓝色)和金属镍标准规范要求(红色,按100倍稀释99.80%纯 Ni 计算)仪器稳定性通过 6 小时连续分析 1% Ni 溶液中内标物 钪(Sc)的光谱信号强度的变化考察仪器的稳定性,结果见图 4,信号强度的变化在 ±10% 以内,表明仪器有着良好的稳定性 。图 4. 1% Ni 溶液中内标物钪(Sc)的光谱信号强度变化本文证明了珀金埃尔默 Avio ICP-OES 可以对高纯 Ni 中的杂质元素进行准确分析,符合伦敦金属交易所对高纯金属 Ni 的要求。通过使用多谱线拟合(MSF)技术解析谱线, 成功消除了主体元素 Ni 对 Bi 和 Sn 的测定干扰。 Avio 200 ICP-OESAvio 500 ICP-OES 扫描下方二维码,即可下载珀金埃尔默ICP-OES相关应用资料。下期预告伦敦金属交易所有色金属质量控制系列(2),高纯金属基体的ICP-OES分析:Avio 500 分析金属铅中的杂质,将介绍伦敦金属交易所对金属铅的标准规范,以及Avio 系列ICP-OES在其分析中,特别是在成本控制方面的表现,敬请期待。
  • ACS Nano I 用扫描探针显微镜表征二维过渡金属硫族化合物的本征电学特性
    *以下应用说明基于 ACS Nano publication, 2021 15, 6, 9482–9494. 出版日期: May 27, 2021. 介绍 在传统的平面硅场效应晶体管(FET)中,当其横向尺寸小于晶体管厚度时,栅极可控性变弱,从而导致不利的短沟道效应,包括漏电流、沟道中载流子迁移率饱和、 沟道热载流子退化和 介质层时变击穿。因此,需要减小晶体管主体厚度以确保有效的栅极静电控制。理论研究表明,由于二维 (2D) 材料的原子厚度和表面懸鍵,特别是二维过渡金属二硫属化物 (TMD) 作为沟道材料的性能优于硅,能够实现原子级尺度,优异的静电门控,降低断电功耗,进一步扩展摩尔定律。[1-6] 表征沉积态二维材料的内在物理和电学特性的适当技术是沉积态二维材料的质量与基于二维材料的电子设备性能之间的关键联系。此联系可以帮助我们更好地了解、控制和改进基于二维材料的设备的性能。然而,在没有任何转移和图案化过程的情况下,在纳米尺度上分析沉积态二维材料的固有电学特性的技术是有限的。 在本应用说明中,扫描探针显微镜 (SPM) 用于研究沉积态二维TMD 的固有电学特性。 导电原子力显微镜 (C-AFM) 无需任何图案化,直接在生长态二维材料表面进行扫描。 C-AFM 能够将生长态二维材料的电导率与其形貌相关联,从而将二维材料的电特性与其物理特性(如层厚度等)联系起来。所有这些,C-AFM为我们提供了沉积态2D材料的全面信息,并帮助我们评估这些固有特性对基于二维材料的纳电子学的影响。实验细节 Park NX-Hivac 在高真空(~10-5Torr)下,用 C-AFM 在 Park NX-Hivac AFM 上使用 Pt/Ir 涂层的硅探针(弹簧常数 k~3N/m,共振频率 f0~75kHz,PPP-EFM)评估蓝宝石上生长态 MoS2和WS2层的固有电学特性。高真空环境有助于减少样品上始终存在的水层。[4,6] 将C-AFM测量的偏压施加到样品卡盘上,并通过线性电流放大器测量产生的电流。收集所有 C-AFM 电流图所施加的偏压均为1 V。在样品的顶部和侧面涂上银漆,以确保电接触。结果与讨论 在 C-AFM 电流图(图 1b)中,同轴切割蓝宝石上沉积的 MoS2 层在整个表面上显示出非均匀导电性,尽管图 1a 中的形貌显示了完全聚结的单层 MoS2 ,其顶部约有~37%的表面晶体(命名为1.3 ML)。通过引入离轴 1º 切割蓝宝石作为衬底,MoS2 层的电导率变得更加均匀, 与它们更均匀的表面结构一致(图 1c 和 d)。 总体而言,离轴 1º 切割蓝宝石上约~83% 的单层 MoS2 具有更高的电导率,而使用同轴上切割蓝宝石仅占 51%。 [7] 电导率较低的区域在图 1b、d 中用粉红色标记,阈值电流约为 ~0.3 μA。 因此,通过引入离轴 1º 切割蓝宝石(图 1b、d 中的 49% 到 17%) 可降低较弱导电区域的密度。图1.(a,c)分别在同轴和离轴1º切割蓝宝石上生长的1.3 ML MoS2的C-AFM形貌图(b、 d)同时与(a,c)一起获得的 C-AFM 电流图。通过电流阈值(~0.3μA),第一单层MoS2中的非均匀和导电性较弱区域以粉红色突出显示。经许可复制图像。[7] Copyright 2021, American Chemical Society.通过跳过蓝宝石晶片的预外延处理过程,该密度可以进一步降低到约~6.5%(图 2a-b)。具有较低电导率的 MoS2 区域的形状不是随机的,而是对应于特定的下层蓝宝石阶地。离轴 1º 切割蓝宝石上具有较低 MoS2 电导率的区域对应于聚集在一起的阶地。在预外延处理和 MOCVD 过程中,台阶会分解和凝聚。台阶(变形)成型主要由预外延处理和 MOCVD 工艺中使用的高温驱动。正如对离轴 1º 切割蓝宝石所预期的那样,随着 Wterrace 变窄,阶梯聚束变得更可能发生。当单层 MoS2 沉积在离轴 1º 切割蓝宝石上而不进行任何预外延处理时,高导电区域的密度从 83%(图 1d)进一步增加到 93.5%(图 2b)。可以观察到成束台阶(具有更高的 Hterrace,图 2a 中的 5.8%)和导电性较弱的区域(图 2b 中的暗区为 6.5%)之间存在明显的相关性。从图 2c 中的地形和电流图提取的横截面轮廓进一步支持了这一观察结果。然而,在图 2b 中没有完全去除导电性较弱的区域。这应该与生长温度(在我们的工作中为 1000 °C)有关,该温度足以在沉积过程中在蓝宝石表面引入阶梯聚束。[8-10]图2. 蓝宝石上生长的MoS2的不均匀导电性. (a-b)C-AFM 形貌图,同时获得离轴1º切割蓝宝石上1.3 ML MoS2 的电流图. (c)(a-b)位置处的相应横截面高度(红色)和电流(蓝色)剖面. (d- e)形貌图,同时获得同轴切割蓝宝石上3.5 ML MoS2的电流图。经参考文献[7]许可,对图像进行了改编。 Copyright 2021, American Chemical Society.关于观察到的 MoS2 电导率分布的不均匀性,我们发现非封闭顶层中 MoS2 晶体的存在不会影响电导率。 事实上,具有较低电导率的 MoS2 区域与 MoS2 层厚度几乎保持不变,因为它们也存在于 3.5 ML MoS2 中(图 2d-e):形貌和当前图像中黄色虚线区域的比较表明,MoS2 晶体具有非封闭顶层中方向错误的基面不会影响该区域的导电性。 此外,值得注意的是,不同电导区域的存在不仅出现在 MoS2 外延层中,也出现在蓝宝石上生长的 MOCVD WS2 层中,如图 3 所示。图3.(a-b)同轴切割蓝宝石的形貌图和同时获得的1.7 ML WS2电流图。经参考文献[7]许可,对图像进行了改编。 Copyright 2021, American Chemical Society.因此,较低的导电性主要与完全闭合的第一MoS2单层有关,而不是与非闭合的顶层有关。图4a-b显示了两个第二层MoS2晶体,其中一些区域具有较高的导电性,而另一些区域具有较低的导电性,从而进一步支持了这一点。图4.(a-b)在同轴切割蓝宝石上生长的1.3 ML MoS2上第2-3层MoS2岛的导电性。(a)在同轴切割蓝宝石上生长的MoS2的形貌及其相应的(b)电流图。白色的晶体轮廓显示部分区域具有较高的导电性,部分区域具有较低的导电性,表明表面晶体对蓝宝石上MoS2的不均匀导电性贡献不大。(c-f)轴切割蓝宝石上生长的1.3 ML MoS2的降解。(c-d)MOCVD生长后立即收集的1.3 ML MoS2的1 V下的形貌图及其相应的电流图。(e-f)在氮气柜中储存6个月后,同一样品在1 V下的形貌图和电流图。在(c)中没有氧化区,但在(e)中MoS2被部分氧化,这总是与(f)中的较弱导电区相关。经参考文献[7]许可,对图像进行了改编。 Copyright 2021, American Chemical Society.结果表明,蓝宝石起始表面的状态是决定第一层MoS2单层物理和电学性能的关键参数之一。结论通过 C-AFM 评估二维 TMD的固有电学特性,并将其与样品形貌联系起来。我们在沉积的二维 TMD 单层中发现了非均匀导电性,这可能源于:(i)TMD 层厚度变化导致的TMD 表面粗糙度; (ii)蓝宝石表面形貌引起的 TMD 应变;(iii)由于每个蓝宝石阶地的 TMD 形核率的依赖性,TMD 晶粒内缺陷率;(iv)蓝宝石表面结构和终端引起的 TMD 界面缺陷,可能导致不同的局部掺杂效应。进一步的研究正在进行中,将 C-AFM 与先进的光谱技术(如拉曼、PL和TOFSIM)相结合,以进一步探索外延二维材料的固有特性。参考文献 (1) Liu, Y. Duan, X. Shin H.-J. Park, S. Huang, Y. Duan, X. Promises and Prospects of Two-Dimensional Transistors. Nature 2021, 591, 43–53.(2) Su, S.-K. Chuu, C.-P. Li, M.-Y. Cheng, C.-C. Wong, H.-S. P. Li, L.-J. Layered Semiconducting 2D Materials for Future Transistor Applications. Small Struct. 2021, 2, 2000103.(3) Akinwande, D. Huyghebaert, C. Wang, C.-H. Serna, M. I. Goossens, S. Li, L.-J. Wong, H.-S. P. Koppens, F. H. L. Graphene and Two-Dimensional Materials for Silicon Technology. Nature 2019, 573, 507–518.(4) Agarwal, T. Szabo, A. Bardon, M. G. Soree, B. Radu, I. Raghavan, P. Luisier, M. Dehaene, W. Heyns, M. Benchmarking of Monolithic 3D Integrated MX2 FETs with Si FinFETs. In 2017IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2017 p 5.7.1–5.7.4.(5) Smets, Q. Arutchelvan, G. Jussot, J. Verreck, D. Asselberghs, I. Nalin Mehta, A. Gaur, A. Lin, D. Kazzi, S. E. Groven, B. Caymax, M. Radu, I. Ultra-Scaled MOCVD MoS2 MOSFETs with42nm Contact Pitch and 250μA/Mm Drain Current. In 2019 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2019 p 23.2.1–23.2.4.(6) Smets, Q. Verreck, D. Shi, Y. Arutchelvan, G. Groven, B. Wu, X. Sutar, S. Banerjee, S. Nalin Mehta, A. Lin, D. Asselberghs, I. Radu, I. Sources of variability in scaled MoS2 FETs. In 2020 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2020 p 3.1.1–3.1.4.(7) Shi, Y. Groven, B. Serron, J. Wu, X. Nalin Mehta, A. Minj, A. Sergeant, S. Han, H. Asselberghs, I. Lin, D. Brems, S. Huyghebaert, C. Morin, P. Radu, I. Caymax, M. Engineering Wafer-Scale Epitaxial Two-Dimensional Materials through Sapphire Template Screening for Advanced High- Performance Nanoelectronics. ACS Nano 2020, DOI: 10.1021/ acsnano.0c07761.(8) Cuccureddu, F. Murphy, S. Shvets, I. V. Porcu, M. Zandbergen, H. W. Sidorov, N. S. Bozhko, S. I. Surface Morphology of C-Plane Sapphire (α-Alumina) Produced by High Temperature Anneal. Surf. Sci. 2010, 604, 12941299.(9) Curiotto, S. Chatain, D. Surface Morphology and Composition of C-, a- and m-Sapphire Surfaces in O2 and H2 Environments. Surf. Sci. 2009, 603, 2688–2697.(10) Ribič, P. R. Bratina, G. Behavior of the (0001) Surface of Sapphire upon High-Temperature Annealing. Surf. Sci. 2007, 601, 44–49.想要了解更多内容,请关注微信公众号:Park原子力显微镜,或拨打400-878-6829联系我们Park北京分公司 北京市海淀区彩和坊路8号天创科技大厦518室 Park上海实验室 上海市申长路518号虹桥绿谷C座305号 Park广州实验室 广州市天河区五山路200号天河北文创苑B座211
  • 食用油重金属直接测定?Yes!原子吸收测定食用油中的镍
    1902年,德国化学家发明了食用油氢化技术。这项技术通过镍催化加氢使植物油硬度增加,熔点升高,同时延长了保质期成为天然奶油的替代物。常见食品有植脂末、植物奶油、代可可脂、奶精等。   由于经过镍催化剂的催化,氢化植物油中的镍含量自然受到关注。镍会刺激人体造血功能,维持正常的肝功能,但是镍摄入过量可能会导致皮肤过敏发炎,甚至心、脑、肝等退行性变。   国家标准GB/T 31576-2015《动植物油脂铜、铁、镍的测定石墨炉原子吸收法》中规定,可以用原子吸收石墨炉法测定食用油脂中的镍。此应用使用日立ZA3000原子吸收分光光度计,分析了食用油中的镍。 图 食用油中镍的分析结果 此应用特点:样品为原液直接测定,无需进行前处理 日立ZA3000原子吸收分光光度计的特点:(1) 火焰石墨炉均采用偏振塞曼校正法:基线稳定,开机就能测量(2) 石墨管双进样技术:有效提高灵敏度(3) 暴沸自动检测功能:提高数据的重现性(4) 石墨管残留清除功能:减小记忆效应(5) 自动进样器连续注入:减少样品污染,缩短分析时间,减少改进剂用量 关于该应用的详细信息,请点击:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/down_552013.htm关于日立ZA3000原子吸收分光光度计,请点击:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C170248.htm 关于日立高新技术公司:日立高新技术公司,于2013年1月,融合了X射线和热分析等核心技术,成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术,精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新,因此公司变为日立高新的子公司,同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学,扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料,产品线更丰富的日立高新技术集团,将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/
  • 《Science》:光谱技术探测神秘的过渡态
    过渡态(transition state)理论是每个化学同仁都非常熟悉的基本概念,这也是化学教科书上的经典内容。它是化学反应动力学中的核心概念。但是一直以来,对于过渡态的实验测量似乎很难实现,以致于其概念主要还停留在理论阶段。  不过近期在《Science》上发表的一篇文章可能会改变这一现状。以麻省理工学院化学系的物理化学大牛Robert Field教授为首的一个研究团队,开发出了一种新技术,可以利用分子振动光谱的测量数据来得到分子反应过渡态的瞬时却又清晰的图像。它可以精确地测量分子从一种形式到另一种形式转变时瞬间的能量状态,而使科学家们发现神秘的化学反应中间体那些前所未见的细节。  “这是一个重大突破,让我们能更好地了解化学变化是如何发生的。”斯坦福大学的另一大牛化学家Richard Zare说。  在化学反应过程中,分子经过一个高能量不稳定的过渡态并迅速变成其最终的产物形式。“过渡态一直被认为是一种并不真正存在的东西,”科罗拉多州大学的Josh Baraban说,他是该文的第一作者。不过,现在Baraban和其同事们的实验证明了这个状态肯定是存在的。  该团队的研究人员在实验中使用了简单的乙炔分子。这个分子由两个碳原子构成,在两侧各有一个氢原子,该分子可以由一个U形的顺式结构变形到反式结构。这种类型的形状转移反应被称为异构化,是非常普遍的化学过程,眼球中感应光的蛋白结构变化以及汽油的制造过程都涉及这一过程。  对于这些反应来说,过渡态的位置都在一个能量的峰顶上。并且这个“山坡”的陡峭程度决定了反应的速率。“这就像在反应物和产物之间有一个山脉,而过渡态就是反应的必经路径,”Baraban说。“这是从反应物到产物之间相对最容易的路径。”  但研究这些分子的过渡态却没那么容易,Robert Field说。当这些分子“爬”能量的“山坡”时,它们的能量分布(energy profile)变得非常复杂,以致于大多数科学家并不想费力去研究,他说。  为了达到观察过渡态分子的目的,Baraban和他的同事小心地利用激光来泵浦能量到喷流状态的乙炔分子上。同时,该实验小组利用激光光谱技术来监测这些分子的振动和转动状态变化。当分子吸收能量达到一定程度,其振动光谱的模式出现转折,这种转折的特点是出乎意料的低振动频率,这是关键的过渡态特征标记,Field说。“当你跨过屏障时,在最高处,你基本上是停止的。”  该研究小组发现,在过渡态下,这些新的振动模式反映了该分子的形状变化时的结构扭曲。对过渡态的完整描述,包括有关分子的能量、结构和运动信息,都和理论预测相符。但之前“从来没有一个独立的方法来研究这个问题,”Baraban说。  由于过渡态是“控制一切过程”的要素,这种研究它的新方法可能提供有关化学反应如何进行的更多信息,耶鲁大学的物理化学家Patrick Vaccaro说。任何揭示过渡态详细信息的新方法都可能“影响我们对化学的基本理解,”他说。
  • 多原子分子反应过渡态光谱研究取得进展
    近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院理论与计算化学研究组副研究员宋宏伟与美国加利福尼亚大学伯克利分校教授Daniel M. Neumark团队、美国新墨西哥大学教授郭华合作,结合慢光电子速度成像光谱实验和量子动力学理论,获得了多原子分子反应过渡态区域目前最为完整的图像,对于剖析多原子分子反应的反应机理具有重要意义。   化学反应过渡态决定化学反应的基本特性。对于多数化学反应,反应过渡态的寿命非常短,实验观测非常困难,因此,直接观测反应过渡态被认为是化学研究的“圣杯”。共振态是反应体系在过渡态区域形成的具有一定寿命的准束缚态,为探索化学反应在过渡态附近的行为提供契机,因而可以通过研究共振态的结构与动力学揭示化学反应的微观机理。  该研究结合慢光电子速度成像光谱实验和量子动力学理论,观测到多原子分子反应 F + NH3 → HF + NH2过渡态区域的多个振动Feshbach共振峰(图1)。共振波函数表明这些Feshbach共振态位于产物端势阱、过渡态和反应物端势阱等区域(图2),成因于单个或多个反应体系振动模式的激发。由于部分Feshbach共振态的能量高于反应物势能,因而可能影响化学反应的速率和量子态分布。本研究获得了多原子分子反应过渡态目前最完整的图像,表明过渡态光谱方法已具备探究多原子分子反应过渡态区域复杂动力学行为的能力。  Feshbach共振态是特殊的量子动力学现象,其标记依赖精确的量子动力学计算。宋宏伟自2016年开始致力于开发计算五原子分子体系光电谱的理论方法,提出了高精度势能面的构建方法(J. Phys. Chem. A 126, 352 (2022))和精确的量子动力学计算方法(Phys. Chem. Chem. Phys. 23, 22298 (2021)),为标记实验光电子谱和理解多原子分子反应微观机理打下良好的理论基础。  相关研究成果发表在《自然-化学》上。研究得到国家自然科学基金创新研究群体项目和面上项目的支持。实验测量与理论计算的F-NH3光脱附谱F-NH3负离子基态与不同Feshbach共振态波函数的分布
  • 应用案例|锂金属固态电池绝热热失控特性测试
    本期预览 本文利用BAC-420A大型电池绝热量热仪对锂金属负极固态电池进行绝热热失控实验,评估该电芯的热稳定性和热失控危害。前言随着电动汽车的大规模发展,现有锂离子电池体系已不能满足日益增长的续航里程需求,亟须发展更高能量密度的电池体系。在众多的电池材料体系中,层状过渡金属氧化物-石墨负极体系的理论能量密度极限约为300Wh/kg。将纯石墨负极替代为硅基合金,则能量密度理论上限可提升至约400Wh/kg。而金属锂负极具有最低的电位和最高的理论比容量,被认为是电池负极材料的终极选择,锂金属电池能量密度的理论上限可达500Wh/kg以上。然而锂金属负极在传统液态电池体系中难以实现,金属锂和电解液界面副反应多,且负极容易产生锂枝晶,不满足电池循环寿命和安全性要求。将液态电池的电解液与隔膜替换成固态电解质所组成的全固态电池,被认为是解决锂金属负极应用的有效途径。固态电解质稳定性高、不挥发、不泄漏,并对金属锂具有良好的兼容性,因此锂金属全固态电池有望在实现高能量密度的同时解决锂电池本质安全问题,并且还具有成组效率高和模组结构简单等优势,因此中国在国家层面已明确提出了对固态电池的研发和产业化进程要求。图1 液态和全固态锂离子电池结构差异虽然目前固态电池仍然处于商业化早期阶段,但国内许多厂商的产品已接近量产状态。本文利用BAC-420A大型电池绝热量热仪对某厂商提供的锂金属固态电池样品进行绝热热失控实验,以评估固态电池的安全性。实验部分1. 样品准备电池样品: 锂金属全固态锂电池(20Ah),满电。2. 实验条件实验仪器:BAC-420A大型电池绝热量热仪、电池充放电设备;实验模式:HWS-R模式、温差基线模式;记录频率:1~100Hz;自放热检测阈值:0.02℃/min;热电偶固定位置:电池大面中心点(样品热电偶)、正负极耳。实验结果1. 绝热热失控曲线图2 锂电池热失控温升曲线及温升速率-温度曲线锂金属固态电池的绝热热失控曲线如图2所示,可以发现该电芯的热稳定性与常规的液态高镍三元电芯类似,但热失控剧烈程度明显更高。锂金属固态电池的热失控过程表现出如下的特征:1. 自放热起始温度Tonset低:Tonset温度为74.42℃,与常规三元电芯相当甚至略低。通常认为固态电解质与正负极界面的热力学稳定性要优于液态电池内的SEI膜,因此固态电池的Tonset温度理应较高。上述现象有待明确电池体系后进行进一步探究。2. 热失控起始温度接近锂金属熔点:热失控起始温度TTR约为180℃,该温度下锂金属负极熔化,电解质与熔融锂金属发生界面反应,产生的氧气会诱发锂金属发生剧烈氧化反应,导致热失控发生[1]。根据图2b,到达TTR之前电芯升温速率出现明显下降,与负极熔化过程相对应。3. 热失控剧烈程度显著高于液态电池:该电芯的热失控最高温度Tmax无法有效测定。这是由于热失控瞬间,用于温度采样的N型热电偶迅速发生熔断。考虑到采用的N型热电偶的熔点为1330℃,因此该电芯的Tmax明显超过三元9系液态电池的数值(1100-1200℃)。针对该电芯的检测需求,后续需更换熔点更高的铂基热电偶。同时,估算该电芯热失控瞬间的温升速率达到50000℃/min以上,超过目前已知的所有液态锂电池。图3 样品锂电池热失控过程监控视频另外,从热失控瞬间的监控画面可以看到,该固态电池的热失控爆燃持续时间短,爆炸冲击威力大。随着能量密度的提高,电芯热失控能量释放速率也显著增大。实验结论本次实验利用BAC-420A大型电池绝热量热仪对某型号的锂金属负极固态电池进行了绝热热失控特性评估,相关实验数据表明该电芯的热稳定性与液态高镍三元电芯相当甚至略低,同时热失控剧烈程度明显高于已知液态电池,因此针对该电芯应制定更为严苛的热管理策略。引用文献[1] Vishnugopi B S , Hasan M T , Zhou H , et al. Interphases and Electrode Crosstalk Dictate the Thermal Stability of Solid-State Batteries[J]. 2022..
  • 肖向前:锂金属固态电池或是锂电终极目标
    p   “未来五年,锂电池行业将迎来大发展,或能持续十年的好光景。而以三元主导,金属固态电池将获得进一步发展。”知名锂电材料及产业化专家肖向前日前表示。3月30-31日, “2018中国新能源汽车动力电池先进技术高峰论坛”在上海举办 在活动间隙,肖向前接受了记者的采访,深入分析了未来锂电材料及新能源行业的发展方向。 br/ /p p   近几年,全球新能源汽车产业取得爆发性增长。我国新能源汽车产业受政策扶持,2017年销量高达77.7万辆。受益于电动汽车爆发式发展,动力类电池需求增长速度远超过3C数码类和储能类电池,未来市场空间巨大。预计2020年,中国动力锂电池产业规模有望突破1600亿元,可以说中国锂电市场已经提前步入动力电池驱动时代。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/774ef100-d291-4476-98ab-c214a8cfe4db.jpg" title=" 02083047965748.jpg" / /p p style=" text-align: center "   锂电材料及产业化专家肖向前 /p p   肖向前深耕新能源领域20年,现为青岛乾运高科新材料股份有限公司高管。当回顾锂电池行业的发展,肖向前感叹这几年的进步之快,可以用“惊人”“飞速”来形容。 /p p   1972年,M.Stanley Whittingham等人联合研发锂离子电池,然而在30年左右的时间里都处于实验室阶段,由于技术和成本等因素,无法实现产业化和商业化。一直以来,动力电池还是由铅酸电池主导,随着电子产品的发展,固态电池或胶体电池有了长足的进步,3C行业主要用镍氢电池,但其能量密度受制于材料本身的局限性,成本无法有效大幅降低,循环次数及“记忆性”使其寿命大大受限,环保等一系列问题决定了这只能是阶段性使用,必须开拓新的方向。 /p p   进入21世纪,经历长期的摸索,业内逐渐确立了锂离子电池的发展方向,但在具体方向上还没有确立,仍处于摸索状态。“因当时的技术原因,主要用钴酸锂做正极材料,但钴酸锂价格昂贵、有很大的毒性、环境污染大、循环性能差,也只能暂时用于3C电池,手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的电池多是钴酸锂作为正极材料制备的。” 肖向前介绍说,“新能源汽车及储能行业使用量较大,远远大于3C行业,钴酸锂用钴量大,而钴的有限性也难以支撑。” /p p   随着锂电池大方向基本明确,空间巨大,只是具体金属配比方向上需要技术探索。为此,我国在2004-2006年出现了第一波发展热潮,就像当初光伏行业一样的热潮,但它还算健康,并非简单盲目。以比亚迪为代表的公司大力投入,当时单是比亚迪就宣布投入50亿元进行磷酸铁锂的研发。国际上,日本三井、松下,韩国三星领先,国内同它们差距两年左右。 /p p   “因投资有过热之嫌而广为业内诟病,但投资极大地促进了技术进步,使中国成为锂电行业主要国家。同时,技术进步、国家政策、国内市场、潜在需求等决定了行业相对健康,不会走光伏行业的老路。”肖向前认为,随后行业尽管进入整合期,但技术进步没有停下脚步,磷酸铁锂、锰酸锂的逐渐成熟,推动了行业的发展。2010年前后,业内逐渐认识到三元和锰酸锂将是具有前景的锂电池正极材料。经历两轮整合后,2015年国家公布新能源汽车发展政策,补贴力度较大,行业迎来大发展机会。 /p p   肖向前表示,三元方向明确,同时伴随着技术的快速进步,近年来电池的成本平均以15-20%的速度下降,很快将达到不用补贴电动车也有竞争力的时代。三元是个广义的概念,目前国内主流的523将过度到622,当然622也是个过度,最后将升级到811。高镊三元NCA镍钴铝酸锂、NCM镍钴锰酸锂等实验室技术续航里程可达500公里,特斯拉宣布近900公里,5V锰酸锂也是正极材料的一大突破,但配套技术还需要突破,如高端电解液、电芯等。 /p p   在肖向前看来,现在国内和国外的差距主要在纯度上,在成品率上,所以做出的高端电池价格不占优势。行业技术进步之快,每年都有明显的进步,甚至按季度计,结合材料易得、安全性、低成本、比容量、便携性、使用方向等需求,未来必将是依需求不同的百花齐放式发展。而负极材料也将发生大的变化,金属固态锂电池将可能是非常有潜力的方向。“当前磷酸铁锂、三元等锂离子电池在放电过程中,电芯温度逐渐上升,绝对的安全性难以通过电池自身解决,金属锂固态电池是锂电的终极目标。” /p p   “行业的未来必将更加成熟,前景更加光明,能源将发生革命性变化,可再生、分布式、储能系统、智能化将形成全新的绿色能源生态循环系统。”肖向前判断说。 /p
  • 气溶胶液滴的精确测量仪器-气溶胶光镊技术及其应用
    气溶胶是悬浮在大气中的固态或者液态的颗粒物,极大地影响气候变化、人体健康和大气化学反应过程。不同于伦敦雾和洛杉矶光化学烟雾污染,我国雾霾污染是复合型霾化学机制,存在成分复杂、机制不清状况,需要建立精确的测量方法,获得气溶胶的重要物理化学参数。面对气溶胶对太阳能辐射平衡的不确定性、雾霾关键理化参数的缺失,在迫切期待获得气溶胶的浓度、折射率、吸湿性、挥发性、反应性的数据时,气溶胶光镊应运而生。经过二十多年的发展,气溶胶光镊测量技术,完成了从实验室萌生,到光学技术平台的构建、测量方法的建立等一系列过程,英国目前已经推出了第一代气溶胶光镊仪器(2016,AOT100)。光学镊子简称光镊,顾名思义,它是利用激光作为操作手段,能够像镊子一样对微观物体进行抓取、捕获、操纵。2018年,阿什金教授在光镊技术领域的开创性贡献获得诺贝尔物理学奖。图1 光镊-受激拉曼光谱装置示意图气溶胶光镊如图1所示,以532nm激光作为光源,激光经过100倍油镜(1.25数值孔径),形成光阱能够稳定捕获悬浮单液滴,球形液滴作为一个光学共振腔能够产生很强的受激拉曼信号,即耳语回音模式(WGM),水的OH伸缩振动自发拉曼峰出现在620-660 nm,在水的自发拉曼峰上,会出现4-8组尖锐的受激拉曼共振峰,采用米氏散射模型对受激拉曼信号进行拟合,就能够精确给出悬浮液滴的半径和折射率,具有极高的精度。可以说,气溶胶光镊技术是当前大气气溶胶的物理化学参数最精确的测量技术,它的独特性和精准性,体现在以下几个方面:(1)激光悬浮单个微米尺度的液滴,能稳定悬浮几天的时间,特别适合气溶胶各种老化过程和反应过程的长时间检测;(2)受激拉曼的测量可以提供悬浮液滴半径、折射率、浓度的精准信息,半径的精度可以超过1nm、折射率可达± 2×10-4、浓度的精度可以达到千分之一水平半径(5微米的液滴)。目前,本课题组采用自行搭建的光镊-受激拉曼光谱装置开展了以下几个方面的研究:(1)半挥发性有机物(SVOC)的饱和蒸气压测量,测量范围在10-2到10-7pa;(2)气溶胶液滴中的相分离过程分析;(3)高粘态气溶胶非平衡态动力学传质;(4)痕量气体与液滴反应动力学速率常数测量,能判断痕量气体与悬浮液滴之间的反应,是表面反应还是体相反应。(光镊技术在气溶胶物理化学表征中的应用,中国光学,doi: 10.3788 /CO.20171005.0641 )特别是,我国雾霾事件中二次硫酸盐生成速度严重被低估,不清楚低二氧化硫排放条件下,为什么还有大量硫酸铵形成。作为一个突出案例,我们通过光镊受激拉曼的测量发现,气溶胶的气液界面加快了过渡金属离子催化SO2氧化过程,痕量的Fe(III)和Mn(II)可以使转化速率提升1000倍。对各种条件如液滴的pH、反应场所、离子强度、氧化剂种类、温度、化学组成是如何影响转化速率的,光镊受激拉曼技术都可以给出明确的分析。(Directly measuring Fe(III)-catalyzed SO2 oxidation rate in single optically levitated droplets,RSC Environ. Sci: Atmos. 2023,https://doi.org/ 10.1039/d2ea00125j )。另外一个案例,我们利用受激拉曼光谱的高精度,确定了氧化过程到底是发生在表面,还是液滴内部。我们观测了SO2与悬浮硫酸铵单液滴的自氧化反应过程,实现了单液滴中反应引起的纳米级尺寸变化的精确测量,进而给出了反应的动力学参数。通过精确控制环境相对湿度(RH)、反应气体(SO2、NH3)浓度,我们考察了液滴pH(~3.5-~5.5)、离子强度(最高~40 mol/kg)对SO2自氧化过程的影响。在RH、反应物浓度恒定条件下,反应速率在不同的pH区域内表现出不同的变化趋势:pH 4.5时,速率随pH的增大而增大,即与[H+]-1成正比;pH 4.5是反应速率维持恒定,不受pH的影响。据此我们推断在两个pH范围内,SO2自氧化通过不同的机制进行,前者为体相反应过程,后者为表面反应过程。为进一步验证此推断,我们进一步考察了体相、表面条件下,液滴反应过程中半径变化率(dr/dt)与液滴半径(r)的依变关系。结果表明:对于体相条件(pH = 5.04),反应过程中液滴的dr/dt随着液滴半径的增大而增大;而对于界面条件(pH = 3.83),不同半径液滴的dr/dt为常数。由此证明了在这两种条件下,SO2的自氧化过程确实是存在着体相、界面两种反应机制。上述发现不仅为深入认识大气溶胶诸如硫酸盐生成之类的气粒转化问题提供了新的理论视角,也再次证明光镊-受激拉曼光谱技术是研究气溶胶物理化学过程的一个优异手段。(Rapid sulfate formation via uncatalyzed autoxidation of sulfur dioxide in aerosol microdroplets. Environ. Sci. Technol. 2022, 56, 7637-7646) 气溶胶光镊测量液滴的质量在纳克级,液滴的半径精度优于1nm,折射率精度在10-4量级,该仪器在气溶胶计量科学中前景无量。北京理工大学环境分子科学分子光谱实验室,自2008年开始搭建气溶胶光镊受激拉曼光谱仪器,经过十多年的积累,在仪器的测量精度、重现性、稳定性方面都取得很大进展,已经搭建3套光镊仪器,应用于科学研究,培养了一批高水平人才队伍,2022年获得国家自然科学基金重大仪器项目资助,在高端仪器国产化方面进行孵化,力图形成具有自主知识产权的光学仪器。(作者:北京理工大学化学与化工学院 陈哲 曹雪 刘雨昕 刘湃 黄启燊 张韫宏 )北京理工大学分子光谱实验室简介:北京理工大学分子光谱实验室成立于2003年,隶属于北京理工大学化学与化工学院化学物理研究所。实验室拥有Renishaw共聚焦拉曼光谱仪、Nicolet红外光谱仪、VERTEX 80V真空红外光谱仪、Nicolet iN10显微红外光谱仪、Tweez250si多光阱光镊系统、比表面仪、高速摄像仪等多种先进仪器设备,自主搭建了3台气溶胶光镊受激拉曼仪器。实验室在张韫宏教授带领下,科研队伍逐年壮大。现已经拥有博士生导师2名,副教授1名,预聘助理教授2名,博士后、在读博士、硕士研究生十余名。主要围绕大气物理化学,开展颗粒物形成机制研究。
  • 手套箱过渡舱的奇妙设计与制造:布劳恩的创新之旅
    手套箱过渡舱是手套箱不可分割的一部分,为了不破坏手套箱内的气氛,任何转入或转出手套箱的材料都需要通过过渡舱。在将一个物品从外部放入过渡舱后,通常会有一连串的抽真空/补气过程,将空气从过渡舱中清除,并填充惰性气体。建议在打开手套箱箱体的内舱门之前,至少进行3次抽真空/补气循环。常见的手套箱过渡舱有以下几种:01大过渡舱02小过渡舱03圆柱形T-型过渡舱04方形过渡舱05方形L-型过渡舱06方形T型过渡舱示意图看着比较抽象,实物图来满足你的想象力!大小过渡舱透明盖大过渡舱小过渡舱圆柱形T-型过渡舱方形过渡舱除了标准过渡舱,布劳恩还可以提供定制过渡舱服务,以下是一些定制过渡舱案例:各种形状的过渡舱不仅要求手套箱箱体以各种不同的形式拼接在一起,还需要进行手套箱箱体的定制化设计和制造,这对公司的创新性和专业水平提出了挑战。布劳恩公司具备这种综合实力,能够满足客户个性化的需求。如果您有任何相关的具体问题或需求,布劳恩将提供更详尽的信息或帮助。
  • 网络研讨会|盐雾腐蚀测试中的相对湿度和干湿过渡
    在过去10-15年中,人们发展了更先进的测试方法来评估材料腐蚀表现,许多这样的盐雾腐蚀测试包括了控制相对湿度和精准定义干燥和潮湿之间的过渡要求。在本次网络研讨会中,Q-LAB技术团队将解释为什么测试标准朝这个方向改进。我们将谈到盐的潮解的重要性,以及在一些新的测试方法中它是如何被控制的。这次研讨会会结合具体的案例,这些结果受不同干湿过渡显著影响,包括了ASTM G85 Annex A5 (Prohesion), SAE J2334, and JASO M609的结果。我们将提供几个真实的案例研究,研究各种不同产品(包括油墨、涂料和建筑材料)在耐候性和腐蚀性方面与户外的相关性。点击了解更多关于Q-FOG循环腐蚀盐雾箱产品信息和技术应用盐雾腐蚀测试网络研讨会研讨会时间:2021年10月14日(周四)上午10:00-11:00研讨会主题:Q-LAB免费网络研讨会:盐雾腐蚀测试中的相对湿度和干湿过渡参与方式:网络参与,请扫下方二维码,或点击文章末尾的阅读原文注册!即使您不能参加,只要注册了我们的研讨会,后续会有课件和视频回放可以下载。研讨会费用:免费主办单位美国Q-LAB公司:一家全球性的材料耐久性测试产品供应商。其生产的紫外老化试验机、氙灯试验机、盐雾试验机是目前国际最高端的老化实验仪器,特别是其QUV更是全球使用最广泛的老化试验机。翁开尔公司是Q-LAB在中国及东南亚行业总代理商。翁开尔公司是Q-LAB在中国及东南亚行业指定代理商。全力支持本次研讨会。主讲人瞿华盛(Kobe Qu)美国Q-Lab公司技术经理兼市场经理在耐候老化腐蚀测试领域有多年的工作经验。主要从事材料的耐候老化和腐蚀研究工作,包括测试标准的制修订,发表相关的技术文章等。帮助许多行业正确认识耐候老化和腐蚀测试的意义,建立正确的耐候老化测试方案。参与方式请扫下方二维码,注册成功后,您将受到系统发出的注册成功邮件,邮件里有唯一的参会链接,10月14日(周四)当天上午9:45后,可点击链接进入会场。期待您的参与!
  • 1077项国标不再强制执行 标签标注有两年过渡期
    p   日前,国家质检总局、国家标准委发布了《关于& lt 水泥包装袋& gt 等1077项强制性国家标准转化为推荐性国家标准的公告》,公告称:自公布之日起,上述标准不再强制执行,标准代号由GB改为GB/T,标准顺序号和年代号不变。 !--水泥包装袋-- /p p   通知指出: /p p   span style=" color: rgb(0, 176, 240) "  1、标准编号由GB改为GB/T /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) "   2、相关产品的标签标注、标准备案(自我声明公开)等使用的原标准编号,企业可逐步进行修改、调整,自公告之日起过渡期2年 /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) "   3、过渡期内,如有新的标准发布,则以新发布标准的实施日期为准。 /span /p p   原文如下: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/f5246995-8cc1-485c-a0e5-e2fb218e359c.jpg" style=" " title=" 20170410141621482148.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/d988d65c-11b7-486b-a39a-3ad780b66abe.jpg" style=" " title=" 20170410141621712171.jpg" / /p p br/ /p p br/ /p
  • 找到镍基超导“看不见的手”
    不久前,美国罗切斯特大学物理学家Ranga Dias宣称发现了室温条件下的超导新材料。此消息一度引发全球“震动”。毕竟,室温常压超导材料一直被众多物理学家视为“终极目标”,需历经一次又一次的验证和时间的考验。尽管实现“终极目标”举步维艰,但仍让众多物理学家为之着迷,电子科技大学物理学院教授、凝聚态物理研究所所长乔梁就是其中一名。近日,他和团队也在超导新材料研究领域取得突破,为镍基超导领域的发展提供了新思路。研究成果在线发表于《自然》。氢元素,被乔梁称为是一只“看不见的手”,它悄悄改变了制备出的材料的物理性能,是影响镍基超导电性关键而又隐秘的元素。此次研究中,乔梁和团队首次在实验中观察到了奇异电子态,即巡游的间隙位s轨道(IIS)。在别人忽视的角落,他们牵到了那只“看不见的手”。从镍入手1986年初,两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体,为寻找室温常压超导带来了希望。为何这种材料具有较高的超导临界温度?这一问题30多年来仍没有得到完美解答。“科学家一直在思考,能否从类铜材料入手,借助铜基的调控思路实现新的超导材料,再借此反过来研究铜基超导?这或许会加深我们对高温超导的理解。”乔梁说,元素周期表中与铜元素相邻,在结构和性质上与铜有很多相似之处的镍元素,成为物理学家心中理想的突破口。2019年8月,美国斯坦福大学教授Hwang课题组率先在基于无限层结构的镍氧化物外延薄膜中发现了超导电性。乔梁称该研究具有划时代的意义。但后续镍基超导的研究却遇到一系列困惑:为什么无限层镍基材料可以成为超导?为什么全世界只有少数几个团队可以做出镍基超导样品?“物理规律是客观存在的。当不同科学家的课题组制备的材料样品频繁出现‘性能不能重现’问题时,第一直觉就是材料内部可能存在不为人知的‘隐变量’,从而悄悄改变了材料的物理性能。”在研究成果发布时,乔梁附上了这段话。抱着试一试的心态,乔梁于2019年9月与学生一起开启了镍基超导的研究之旅。摸清“黑匣子”里氢的作用2021年4月,乔梁团队在制备的镍基超导外延薄膜中成功获得了0电阻的超导电性。当年7月,乔梁带着团队继续从事超导样品里氢的调控实验。“当时并不知道氢的作用,只是学生碰巧做了。”乔梁回忆那时有一点“鬼使神差”,但也并不是毫无缘由——在无限层结构镍基氧化外延单晶薄膜的制备过程中,他们利用氢化钙进行了还原。“我们通过调控还原条件发现,如果温度不变,逐步增加还原时间,结果就会发生‘弱绝缘→超导→弱绝缘’的变化。”表面上看,是不同制备工艺导致,但乔梁总觉得这是一个新的角度。“往深一步想,为什么调控时间会引起这样的差别?”乔梁注意到,以往没有任何课题组深究过氢化钙这种还原剂。“是不是氢元素在起作用?”但这是一个“黑匣子”。氢原子具有最小的原子半径和原子质量,与常规探测媒介相互作用弱、散射截面小,导致其很难被探测到。随即,乔梁寻求澳大利亚合作者Sean Li的帮助,利用极高元素敏感性的飞行时间二次离子质谱发现镍基超导外延薄膜中存在大量的氢元素,而且氢元素自始至终存在于薄膜晶格外延生长和拓扑化学还原的过程中,并进一步确定了氢元素在材料内部的原子占据位置。2021年11月,乔梁团队确定了调控还原时间的本质就是调控氢元素。时间延长,氢元素就多,反之亦然。在极低温强磁场输运性质研究中,乔梁发现,在锶含量不变的情况下,通过调控氢元素的含量,可以实现“弱绝缘→超导→弱绝缘”的连续相变,说明氢元素的确对超导电性的出现起到关键作用。但乔梁又提出了一个问题:为什么调控氢元素会对超导电性产生影响?氢元素到底产生了怎样的作用?纺锤形“小包”的发现在此之前,乔梁团队与英国钻石光源的周克瑾合作,通过基于同步辐射的共振X射线非弹性散射(RIXS)技术和电子结构计算,研究了镍基超导体费米面附近的电子结构。乔梁在超导样品的RIXS图中,观察到一个纺锤形的“小包”。他对比了其他几项类似研究,都没出现过这种电子轨道。乔梁起初怀疑是测定有失误,但不知如何解释。之后,团队又发现了氢的存在,才开始考虑是否可以找到氢存在的电子态证据。此时,乔梁又想起了那个悬而未决的“小包”之谜。乔梁再次仔细查阅和自己做了类似RIXS实验的其他已发表的文章,发现有的实验中其实隐约出现过类似的“小包”,只不过被研究人员忽略了。乔梁设想,假定“小包”就是理论预言的IIS轨道,从这个思路对实验结果进行反推看能否成立,说不定有助于解释氢元素与IIS轨道的关系,及其对超导的影响。“根据对铜基材料研究的经验,对超导起着决定性作用的是金属元素的3d轨道。”乔梁解释说,在镍基超导体中,其费米面附近的电子结构中,IIS、Ni3d、Nd5d等轨道之间存在较强的相互作用。因此,IIS轨道的强烈吸引导致费米面附近Ni3d轨道的有效占据减少,丧失了超导能力。“氢元素的加入,填满了轨道空隙,如一只无形的手,导致IIS轨道没法‘拖拽’Ni3d轨道,产生了类似于铜基超导的费米面电子结构,进而促进超导态的出现。”乔梁和理论合作者黄兵讨论后认为,如果氢元素超过一定数量,反而会进一步改变Ni3d轨道极化情况,也不利于实现超导。2022年3月,合作团队最终刻画出“轨道污染”和“轨道纯化”竞争的示意图,并于4月完成了文章初稿,交稿后,审稿人评价其“极具创新性”。回顾整个过程,乔梁认为,此次研究改变了科学家对镍基超导材料的基本认知,并提供了一个更为准确和合理的物理模型。研究结果可以解释为何仅有少数课题能成功制备零电阻镍基超导样品,因为多数研究忽视了氢元素对超导的影响,没有控制这个关键因素。“但提高对氢元素控制的精确度和可重复性还是比较难。我们的研究只是抛砖引玉,提供了一个方向。”乔梁说。 镍基超导中氢元素作用示意图
  • 欧盟镍释放限量标准变化需关注
    今年3月,欧盟出台最新规定,各成员国对纺织服装中金属配件和辅件的镍含量采用全新标准(EN 1811:2011)。据江苏南京检验检疫局介绍,新旧标准的一个重要差异在于对检测结果的校准处理不同,旧标准对最终检测结果先乘以校准系数0.1,校准后的结果再按照是否超过0.5μg/cm2/week进行评判 而新标准没有要求乘以校准系数,由此可见,新标准比旧标准严格近10倍。   新标准实施后,欧盟对进口服装产品实施严查,这对我国输欧服装贸易产生巨大影响。在纺织服装生产过程中,金属纽扣、拉链、装饰件等配件和辅助件均可释放出镍离子,对此,南京局专门走进企业宣传新规定,提醒外贸公司、生产厂家和相关机构:一是要求企业高度重视欧盟新标准的变化,严格控制自身产品质量 二是要把新规定出台前生产的样品按照新标准EN 1811:2011进行检测,对产品质量进行摸底 三是要求生产企业应调整工艺,使用不含镍材料的原料制品 四是按照新标准进行抽样检测和质量监督,发现问题及时预警,做好质量控制,规避退货索赔风险。
  • 东莞检出一批镍释放量超标进口仿真手链
    继今年2月检出1批土耳其进口仿真铜耳环镍释放量超标后,近日广东东莞检验检疫局再次检出一批进口奥地利仿真手链镍释放量超标。   日前,东莞某公司向东莞局申报异地调离进口1批奥地利生产的仿真手链。经检验检疫人员现场查验及抽样送检,检测结果显示手链中的玫瑰色接口扣中镍元素释放量为0.65μg/cm2/week,超过国家标准限量0.5μg/cm2/week的要求,判定该项目不合格。由于进口商无能力对不合格部分进行整改,东莞局按规定对该批手链作出退运出境的处理决定。   鉴于进口仿真饰品屡屡被检出不合格的情况,东莞局将进一步加强对进口仿真饰品的安全卫生项目的监控,对进口用于国内销售的仿真饰品逐批抽样检测,检测合格后方允许使用或销售。同时将案例向辖区内出口仿真饰品生产企业进行宣传,要求企业加强产品质量控制,特别是加强对电镀类产品中重金属含量的监管,严格对电镀承包商的审核与选择,防止仿真饰品因电镀而产生镍释放量超标的情况。
  • 全球钴矿资源大汇总 矿“高镍低钴”时代真的来临了吗?
    p style=" text-indent: 2em " 钴是一种重要的金属,外观呈银白色,比较硬而脆,有铁磁性,作为战略资源,拥有良好的物理、化学以及机械性能,是制造高温合金、硬质合金、金刚石工具、电池材料、防腐材料、磁性材料等重要原料。广泛应用于航空航天、电子电器、机械制造、汽车、化工农业、陶瓷领域。众所周知,钴在地球上分布相对集中,分布以刚果(金)为主,澳大利亚和古巴次之。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d63ff7c4-b019-417a-9537-76bd47b50c83.jpg" title=" 全球钴矿资源大汇总“高镍低钴”时代真的来临了吗?111.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 从上面的表格能够得知,刚果(金)的钴资源分布非常大,与第二名的澳大利亚在其储量就相差了230万吨,在钴资源使用量巨大的今天,刚果(金)在世界上的重要性可见一斑。在钴资源的利益链条下,钴资源稀缺的国家每年都与刚果(金)签订了长期协议。但日前,一篇名为“三星SDI开发出新汽车电池 & nbsp 减少钴的含量”的文章吸引了小编的眼球。文章中表示,三星找到新方法生产含钴很少的电池,甚至根本没有钴。5月7日,SMM发布的《高位钴价突然断崖下挫 市场悲观引发恐慌浪潮》一文中也表示,马斯克在上周四与分析师进行有关收入的话题探讨时表示,特斯拉汽车将减少对钴资源的依赖。该公司已经削减了电池中的占比,毕竟钴是一种非常昂贵的金属。马斯克表示:“我们认为钴资源的获取依然很难。” /p p style=" text-indent: 2em " 未来我国新能源市场呈现“高镍低钴”趋势? /p p style=" text-indent: 2em " 期货日报与上海金属网联合采访彭博行业研究环球金属与矿业主管朱轶说:“我们认为高镍低钴是现下电池用料的较大趋势,目前可以看到,镍的成本远远低于钴,但新能源汽车行业的需求对镍品种的真正影响,没有市场预期那么大。” /p p style=" text-indent: 2em " 出现这种观点,小编认为,其一,镍分布相对集中,在大洋洲的新喀里多尼亚、澳大利亚东部,印度尼西亚和菲律宾、中美洲的加勒比海等地,澳大利亚、新喀里多尼亚、俄罗斯、古巴、加拿大、巴西、南非、印尼占全球总镍金属储量的89.5%,总镍基础储量的84.1%。而我国的镍矿资源相对稀缺,对进口资源的依赖程度较高。需要依赖进口澳大利亚镍金属。其二,随着新能源汽车的开发和普及,三元材料是目前能量密度最高的正极材料,现在市场比较倾向高镍的三元材料,但是反观一看,从2014年开始,印尼已经禁止原矿出口,印尼是全球重要的资源出口国,其镍矿出口约占全球20%,这无疑对我国企业发展造成了严重的影响。另外镍的下游需求百分之七十来自于不锈钢行业,而在中国,百分之八十的需求也是来自不锈钢行业,所以新能源行业在镍的需求占比不会很大。& nbsp /p p style=" text-indent: 2em " 总结 /p p style=" text-indent: 2em " 钴资源在刚果(金)地区占据较大,刚果(金)当然就拥有了绝对主导权,加之现在刚果(金)地区局势动荡,对于像中国一样的钴资源稀缺国家而言是很难得到的,即使能够得到其成本也会很高。从这一点来看,三星公司开发研制新型的含少量钴或者不含钴电池对于那些稀缺国家是可喜的,如若三星的电池应用市场并受到好评,不知对于其他国家的经济增长会不会又是致命一击?近年来,随着全球新能源产业的蓬勃发展,镍钴锰酸锂三元正极材料到广泛关注,其中,金属钴是不能忽视的重要材料。资料显示,2016年全球新能源汽车钴需求量为1.44万吨,2017和2018年新能源汽车钴需求预计分别为2.04和2.05万吨,对应增速分别为41.7%和22.7%。有机构预测,2020年全球新能源汽车三元电池对钴需求将达到3.56万金属吨,相比2015年增长10倍,也将带动届时的全球钴需求量达到15万吨左右。 /p p style=" text-indent: 2em " 随着新能源领域对动力电池、特殊合金材料需求的影响,全球对钴的需求还将保持旺盛的态势。从钴的供需平衡上看,依据现有在产矿山产量计算,2016—2018年,钴的需求缺口每年在1000—3000吨以上,2019年—2020年,随着新能源汽车的崛起以及手机、笔记本的更新换代、化学化工领域的应用增加,全球对钴的缺口将更加突出。另一方面,我们也应该考虑,电池内没有钴性能会不会受影响?所以,目前来看钴还是具有非常重要的作用,但我们不排除,会受政治因素等影响造成市场波动。& nbsp /p
  • 新版欧盟镍释放测试标准开始实施
    2013年3月1日起,欧盟旧版的镍释放标准EN 1811:1998+A1:2008被新版标准EN 1811:2011替代。   1. 新旧版标准的比对   新版的标准较旧版的标准主要有以下不同:   (1) 范围扩大至所有与人体长期接触的物品,以及延伸至刺穿人体的部件   (2) 测试溶剂的制备进行测试和有所改变   (3) 校正因子0.1被弃用,引入了测试不准的概念,即在不确定的范围内无法断定合格与否   (4) 添入了一个新的标准附录C   (5) 新版标准EN 1811:2011将太阳镜和眼镜框架排除在外,而太阳镜和眼镜框架的镍的释放测试使用EN 16128:2011。   2. 欧盟关于镍释放的规定   欧盟在REACH法规的附件XVII中就对于与皮肤长期接触的镍的含量有相应的规定:   在由穿刺引起的伤口愈合过程中插入耳孔或人体其他部位的耳钉或其他类似物品,其镍释放量应低于0.2μg/cm2/周   与皮肤长期直接接触的制品,如戒指、手镯等其镍释放量应低于0.5μg/cm2/周。   3. 业界关注   由于校正因子0.1被弃用,引入了测试不准的概念,因此在实际测试中:   与皮肤长期直接接触的制品中的镍释放量不大于0.28μg/cm2/周(含0.28μg/cm2/周)时被判定为合格 而当0.28μg/cm2/周含量0.88μg/cm2/周时被判定为结果未知(即不能判断为合格或不合格) 镍释放量大于等于0.88μg/cm2/周时被判定为不合格   由穿刺引起的伤口愈合过程中插入耳孔或人体其他部位的耳钉或其他类似物品中的镍释放量不大于0.11μg/cm2/周(含0.11μg/cm2/周)时被判定为合格 而当0.11μg/cm2/周含量0.35μg/cm2/周时被判定为结果未知(即不能判断为合格或不合格) 镍释放量大于等于0.35μg/cm2/周时被判定为不合格。   4. 相关知识   镍是一种常见的金属,在饰品中常以镀层或合金的形式存在。与皮肤长期接触的过程中,这些产品释放的镍可能会导致皮肤过敏甚至皮炎。慢性吸入镍可导致心、脑、肝等退变。
  • HMA 总镍/总铜在线分析仪在城市污水管网监测中的应用
    HMA 总镍/总铜在线分析仪在城市污水管网监测中的应用哈希公司 《城市排水与污水处理条例》(以下简称《条例》)自2014年1月1日起施行,对城市排水设施管理提出了新的要求,新《条例》第23条规定城镇排水主管部门应当加强对排放口设置及预处理设施和水质、水量检测设施的指导和监督,第24条明确规定城镇排水主管部门应当对排水户排放污水的水质和水量进行监测,并建立排水监测档案。当前,城市污水管网分布较为复杂,管网水质质量参差不齐,需设置的监测点位多,建设难度和资金投入大。很多城市在实行全面管网水质监测之前,会采用试点方式,从具有代表性的点位建设监测站点,监控管网水质情况,再采取逐步铺开的形式,逐步建立起监测网。广东省某市在污水支管进入主管的接入口处,建立了小型监测站,对排水管道的污水水质进行监测,监测参数包括流量、pH值、电导率、COD、氨氮、总磷和特征污染物总铜、总镍及总汞等。自站点建设完毕,已累计收集了两年管网水质数据,同步上传至当地水务部门。 主要仪器:HMA-TNi在线总镍分析仪、HMA-TCu在线总铜分析仪。图1为城市污水管网监测泵站图,在该泵站中,安装有总镍、总铜等在线仪表,对支管排水水质特征污染物进行了监测。管网监测站房由市电供电,各仪表的测量、校准、清洗及反控等通过工控机管理,定期通过数采仪上传数据至水务部门。 该监测点地处工业区,附近工业废水经排水管路进入管网支管,再由支管汇入总管。管网水总镍、总铜的正常浓度为0.2 mg/L以下,部分时间段存在超标偷排现象。从监测半年的数据看,HMA总镍、总铜仪表运行稳定,测量结果准确,较好反映管网排水水质情况。 HMA重金属分析仪采用经典的比色法,采用的原理与国标方法一致,测量稳定性较好,与实验室方法比对具有较好的一致性,能较好满足污水管网排水监测的要求;HMA重金属分析仪的试剂配方公开,每月更换一次试剂,运行期间维护量较低,适合用在无人值守的城市污水管网的水质在线监测。 END哈希——水质分析解决方案提供商,我们致力于为用户提供高精度的水质检测仪器和专家级的服务,以世界水质守护者作为使命,服务于全球各地用户。如您想要进一步了解产品或需要免费解决方案,请通过【阅读原文】与我们联系,通过哈希官微留下您的需求就有机会赢取小米电动牙刷哦!
  • 苏泊尔81种不锈钢产品不合格 锰镍含量超标
    执法人员正在查扣不合格“苏泊尔”器具   锰含量超标 镍含量不达标   今日,哈尔滨市工商局道外分局的执法人员来到西大直街旁某大型超市,将正在出售的27件不合格“苏泊尔”不锈钢器皿查扣。据了解,哈市工商部门在检查中发现,共有81个型号的“苏泊尔”不锈钢器皿不合格,存在锰含量超标、镍含量不达标的问题。   当日9时30分许,在西大直街旁某大型超市二楼,道外工商分局执法人员对正在出售的“苏泊尔”系列的不同规格、不用型号的不锈钢器皿进行检查,结果发现有27件不锈钢器皿属于前期检测报告中不合格产品的型号,执法人员进行的现场查扣。执法人员表示,从2008年开始,道外工商分局对辖区多家大型卖场销售的“苏泊尔”不锈钢器皿进行质量抽检,37个样品猛铬系含量超标、铬镍系金属不达标,涉及32种型号。   今年8月,执法人员在检查中发现,哈市市面上销售的“苏泊尔”不锈钢器皿,部分更换了外包装和产品执行标准,而按照企业新执行的产品标准,只要是不锈钢材料就可以制作不锈钢食品容器,这是不符合国家要求的。在今年8月12日的抽样检验中,56个样品经省五金电器产品质量监督检验站检验,均因材料项检验不符合国家标准要求,被判定为不合格产品,主要问题仍然是锰含量超标、镍含量不达标,涉及49种型号。   从今年8月至今,哈市工商部门已经先后查扣670多件改变包装后的苏泊尔不锈钢器皿,算上以前查扣的老包装产品,先后共查扣了1000余件,共涉及81种型号。   “猛铬系金属的价格相对低廉,其含量超标可能是商家为了节省成本,而镍含量不达标,器皿容易生锈。”执法人员表示,目前哈市工商局执法人员正在全市范围检查问题“苏泊尔”产品,发现不合格型号将当场查扣,并依法追究相关经销者的责任。如果市民发现商场内销售不合格的苏泊尔不锈钢器皿,可以到哈市工商局或者辖区工商所举报。
  • 科技部、财政部发布过渡期国家重点研发计划管理相关事项
    p style=" text-align: center " strong 科技部 财政部关于改革过渡期国家重点研发计划组织管理有关事项的通知 /strong /p p style=" text-align: center " 国科发资〔2015〕423号 /p p   国务院各部委、各直属机构,各省、自治区、直辖市、计划单列市科技厅(委、局)、财政厅(局),新疆生产建设兵团科技局、财务局,各有关单位: /p p   2014年,国务院印发了《关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》(国发〔2014〕11号,以下简称11号文)和《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发〔2014〕64号,以下简称64号文),对中央财政科技计划以及科研项目和资金管理改革做出了全面部署。 /p p   64号文明确要求,将科技部管理的国家重点基础研究发展计划、国家高技术研究发展计划、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项,发展改革委、工业和信息化部管理的产业技术研究与开发资金,有关部门管理的公益性行业科研专项等整合形成国家重点研发计划,针对事关国计民生的农业、能源资源、生态环境、健康等领域中需要长期演进的重大社会公益性研究,以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品、重大国际科技合作,按照重点专项组织实施。为推动国家重点研发计划在改革过渡期顺利实施,根据11号文和64号文的要求,现就组织管理有关事项通知如下。 /p p   一、重点专项的形成机制 /p p   国家重点研发计划根据国民经济和社会发展重大需求以及科技发展优先领域,凝练形成若干目标明确、边界清晰的重点专项,从基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条创新设计,一体化组织实施。重点专项的形成机制如下: /p p   1.根据国家重大发展战略、国家中长期科技发展规划纲要和“十三五”科技创新规划,强化顶层设计,采取自上而下和自下而上相结合的方式,统一组织征集部门、地方、行业等的重大研发任务需求。 /p p   2.科技部通过国家科技计划(专项、基金等)管理部际联席会议制度(以下简称联席会议),会同相关部门,按照党中央、国务院的重大战略部署,对需求征集情况进行全面深入分析,研究提出重点任务布局,充分听取战略咨询与综合评审委员会(以下简称咨评委)意见后,提交联席会议全体会议审议。 /p p   3.根据联席会议审议通过的重点任务布局,科技部会同相关部门和地方凝练形成重点专项建议,组织编制重点专项实施方案。各重点专项实施方案要围绕国家重大战略部署,聚焦重大科学问题和核心共性关键技术,在体现全链条设计要求的基础上,合理部署不同研发阶段的主要任务 要创新组织实施方式,加强协同,结合目标任务测算经费需求,建立多元化的资金投入体系。 /p p   4.咨评委召开专题会议,对重点专项实施方案进行咨询评议,提出修改完善意见,并依据专项部署的紧迫性和实施方案的成熟度,按领域提出排序建议。 /p p   5.联席会议召开专题会议,对咨评委的咨询评议意见和排序建议进行研究讨论,形成意见。联席会议专题会议的研究结果应向联席会议全体会议报告 如联席会议专题会议存在重大异议,可再次委托咨评委进行咨询论证后,提交联席会议全体会议审议。 /p p   6.联席会议提出的重点专项经国家科技体制改革和创新体系建设领导小组审议后,按程序报国务院,特别重大事项报党中央。 /p p   7.按照专业机构管理办法的相关规定,遴选确定承担重点专项具体项目管理工作的专业机构。科技部代表联席会议与专业机构签订重点专项项目管理委托协议。专业机构应针对受托管理的重点专项特点和实施方案,研究制定管理工作方案,与重点专项实施方案一并作为委托协议附件。 /p p   8.鼓励地方、行业、大型骨干企业与中央财政共同出资,组织实施重点专项,探索由出资各方共同管理、协同推进的组织实施模式,积极支持专项成果在出资的地方和企业推广应用,促进重大成果转化落地。 /p p   二、重点专项的项目立项 /p p   重点专项下设项目,项目可根据自身特点和需要下设任务(课题)。具体立项流程如下: /p p   1.专业机构按照《关于中央财政科技计划管理改革过渡期资金管理有关问题的通知》(财教[2015]154号)等有关文件要求,依据重点专项实施方案编制概算。财政部会同科技部共同组织重点专项概算评估,并按程序批复概算。 /p p   2.科技部会同实施方案编制工作参与部门及专业机构,共同组织专家编制项目年度指南,统一通过国家科技管理信息系统发布。指南应充分体现从基础研究、共性关键技术研发到典型应用示范的全链条部署,并保证基础研究占适当比例 应当依据实施方案进一步提出细化、明确的主要技术指标,但不得限定具体技术路线和研究方案 应当明确项目承担单位遴选方式(公开择优或定向择优),对于定向择优的项目要明确承担单位资质和能力要求。发布年度指南同时,公布编写专家组名单。保密项目要采取定向择优、非公开方式确定承担单位。 /p p   指南按项目征集。发布指南时可公布重点专项年度概算,但不先行设定项目预算控制额度。 /p p   3.项目申报单位应为具有较强科研能力和条件、运行管理规范、在中国大陆境内注册的、具有独立法人资格的企业、科研院所、高等院校等。专业机构通过国家科技管理信息系统受理项目申报,并负责申报答疑、项目查重、申报材料形式审查等。自项目指南发布日到项目申报受理截止日,原则上不低于50天,以保证科研人员有充足时间申报项目。项目、任务(课题)负责人实行限项管理。 /p p   4.专业机构按照项目评估评审相关要求组织项目评估评审,项目评估评审专家从统一的国家科技管理专家库中选取。推行视频评审,合理安排会议答辩评审。项目申报材料应提前请评审专家审阅,确保评审的效果、质量和效率。从受理项目申请到反馈立项结果原则上不超过120个工作日。 /p p   项目评审应当以同行专家为主,吸收海外高水平专家参与,评审专家中一线科研人员的比例应当达到75%左右。市场导向类项目评审注重发挥企业专家作用。采用视频或会议方式评审的,评审前公布专家名单,强化专家自律,接受同行质询和社会监督。项目申请人和申请单位不得通过打招呼、托关系等方式干扰评审专家的评审活动,一经发现将终止其申请资格,并纳入不良信用记录,情节严重的计入“黑名单”。 /p p   5.专业机构完成评审工作后,提出项目安排方案、总预算和年度预算安排方案,并按相关要求进行公示。项目安排方案按相关要求报科技部,预算安排方案按照预算申报渠道报送财政部。 /p p   6.科技部对重点专项立项程序的规范性、立项情况与任务目标和指南的相符性等提出意见,反馈专业机构并抄送财政部。财政部按照预算审核程序和要求,结合科技部意见,下达重点专项预算,并抄送科技部。 /p p   7.专业机构根据通过合规性审核的项目和预算安排发布项目立项通知,并与项目牵头单位签订项目任务书(预算书)。任务书(预算书)中要明确项目的总体目标和年度目标、经费补助方式、预算金额和支出内容,各项考核指标要与经评审确认的指标相一致,必须“落地”、细化、具体、可考核,能够真正检验项目实施效果。 /p p   三、重点专项的项目管理 /p p   1.专业机构是重点专项管理的主体,对实现任务目标负责。专业机构负责拨付项目年度经费、组织中期检查(评估)等过程管理工作。对重点专项内的不同类型项目(如基础科学、共性技术研发、应用示范等)实施分类精细化管理,加强相关项目实施的协调互动和整体推进。 /p p   2.建立年度报告制度。项目承担单位每年11月底前,向专业机构报送项目年度执行情况,执行期不足一年的项目可在下一年度一并上报 专业机构每年12月底前,向科技部提交重点专项实施年度报告。 /p p   3.根据项目执行情况,任务书签署双方均可提出调整建议,经协商后,由专业机构批复执行。对于可能影响重点专项总体目标实现的重大调整事项,要及时报科技部。 /p p   4.项目执行过程中,如遇下列情况之一,应予撤销或终止:经实践证明,研究路线不合理、不可行,或无法实现任务书规定进度,且无改进办法的 执行过程中出现了严重的知识产权问题的 所需资金、原材料、人员、支撑条件等未落实导致无法完成任务的 任务书规定的其他需撤销或终止项目的情况。任务签署双方均可提出撤销或终止建议,经协商后由专业机构批复执行,并及时报科技部。 /p p   5.专业机构组织开展项目验收(含业务验收和财务验收)工作,可采取会议验收、视频验收、现场验收、用户和第三方测评等方式进行。项目验收结论分为通过验收、不通过验收和结题三种。其中,按期完成项目目标和任务、经费使用合理的,为通过验收 因主观因素未完成项目的主要目标和任务,或经费使用和管理中存在严重问题的,按不通过验收处理 未在约定时间内完成或因不可抗拒因素未能完成项目主要目标和任务的,按照结题处理。 /p p   项目验收工作严格以签订的任务书和批复的调整方案为依据。对于上下游有机衔接的项目群在验收时要有整体设计,强化对一体化实施绩效的考核。验收应于项目到期后6个月内完成,不得无故逾期 项目验收结论及成果要及时向社会公开,并纳入国家科技报告系统和科研信用体系。 /p p   四、建立协调保障和监督评估机制 /p p   1.重点专项实施方案编制工作参与部门应建立统筹协调和保障机制,在重点专项组织实施以及政策协调、资金配置、典型应用示范等方面发挥积极作用,相关部门、地方加强产业和行业政策、规划、标准等与重点专项的衔接。 /p p   2.科技部、财政部组织对重点专项实施绩效、专业机构履职情况进行评估评价和监督检查,会同有关部门对项目和资金管理使用情况开展随机抽查。各有关部门和地方要加强对相关承担单位执行科技计划任务和资金使用管理的监督,加强对相关共性技术应用示范的协调督导。专业机构负责相关项目任务执行和经费使用过程管理和监督。 /p p   3.科技部、财政部根据绩效评估和监督检查结果以及相关部门建议,提出重点专项的动态调整建议,经咨评委专题会议咨询后,报联席会议专题会议审议。 /p p   五、其他相关管理要求 /p p   1.强化承担单位法人责任。项目及其任务(课题)承担单位按照法人管理责任制的要求,对项目任务的实施和资金管理负责。要建立健全科研和财务管理等相结合的内部控制制度,落实配套条件,按照签订的项目任务书(预算书),组织任务实施,完成预定目标。 /p p   2.严格专家回避制度。咨评委委员及参与重点专项咨询评议的专家,不能申请本人参与咨询和论证过的重点专项项目 参与重点专项实施方案编制的专家,不能申请和评审相关重点专项项目,参与重点专项年度项目指南编制的专家,不能申请和评审相关重点专项该年度的项目,但可参与项目检查和验收工作。项目评审专家的遴选要严格执行相关回避条件和要求。 /p p   3.加强信息公开和反馈。通过国家科技管理信息系统,在形式审查、项目评审、项目立项等计划管理的主要环节及时将进展和结果反馈项目申请者,使立项过程可申诉、可查询、可追溯。除涉密及法律法规另有规定外,立项信息、资金安排情况和验收结果要按规定向社会公开,接受监督。 /p p   4.建立信用管理制度。专业机构应当根据相关规定,客观、规范地记录项目管理过程中的各类信用信息,包括项目申请者在申报过程中的信用状况,承担单位和项目负责人在项目实施过程中的信用状况,专家参与项目评审评估、检查和验收过程中的信用状况,并按信用评级实行分类管理。建立黑名单制度,将严重不良信用记录者记入“黑名单”,阶段性或永久性取消其申请中央财政资助项目或参与项目管理的资格。 /p p   5.推进知识产权保护、成果转化和资源共享。项目参与单位应通过正式协议约定成果和知识产权归属及权益分配,加强知识产权管理和保护,鼓励知识产权应用和有序扩散,促进技术交易和成果转化。建立项目科技资源共享机制,推动重点专项实施过程中购买的科研仪器、产生的科技成果等信息公开、资源共享。 /p p   6.开展国际科技合作和对外开放。鼓励国家重点研发计划项目及其任务(课题)承担单位与境外科研机构开展合作研究 对于重大国际科技合作类重点专项,探索按照对等原则扩大对外开放的合作机制。 /p p   7.继续做好在研项目管理。纳入国家重点研发计划整合范围的各类科技计划(专项)在研项目,继续按照任务书和项目批复执行。相关部门要严格按照原有计划管理办法和实施细则的有关要求,加强过程管理和验收,按时拨付项目经费,做好服务支撑与管理监督工作,确保任务顺利实施。 /p p   各专业机构依照本通知制定相应的过渡期项目管理实施细则。科技部、财政部将结合过渡期内重点研发计划组织实施情况进行调整完善,再正式发布国家重点研发计划管理办法。 /p p style=" text-align: right "   科 技 部 财 政 部 /p p style=" text-align: right "   2015年12月6日 br/ /p
  • 2012年镍铬锰硅国际市场研讨会暨钨钼钒钛2012年会隆重召开
    仪器信息网讯 由中国五矿化工进出口商会(CCCMC)、中国特钢企业协会和我的钢铁网联合主办的“2012年镍铬锰硅国际市场研讨会暨钨钼钒钛2012年会”于2012年8月8日-10日在天津滨海假日酒店隆重召开。300余名来自钢铁企业以及铁合金企业的代表参加了此次会议。 会议现场 中国特钢企业协会秘书长王怀世先生主持会议 我的钢铁网常务副总裁宋天翔先生致辞   大会报告 国家信息中心首席经济师兼经济预测部主任 范剑平先生 当前宏观经济形势和宏观调控政策取向   范剑平先生在报告中分析了当前的宏观经济形势,上半年我国经济缓中趋稳,自2009年金融危机以来,我国4月份经济气温再次探底。主要原因有进出口下滑影响经济增长 基建投资低增长拖累装备制造业 房地产拖累相关产业去库存化 工业生产明显放缓 外商直接投资已是连续6个月呈现负增长。 中国五矿化工进出口商会金属和矿产商品部主任 刘志阳先生 保障资源稳定供应 突破供需紧平衡瓶颈   刘志阳先生介绍说2011年至2012年上半年中国锰、铬、镍矿进口量价齐跌、港存量居高不下、中国锰铬镍矿进口量站全球进口总量比较稳定。中国锰铬镍矿进口放缓的原因:全球经济整体疲软,中国经济难以独善其身 中国钢材市场持续低位运行 矿石替代品进口增加 国外资源富集过出台限制原矿出口政策等。 中国特钢企业协会顾问 胡名洋先生 铁合金、特殊钢、先进装备制造业产业链分析   胡名洋先生介绍说“十二五”期间是特殊钢与先进装备制造业发展战略机遇期,二者是一对高度关联的战略新兴产业链,必将牵动铁合金行业技术与产品质量提升。铁合金是保证特殊钢、合金钢性能的关键因素,但我国铁合金的数量和质量保障力不足。要高度关注高品质特殊钢与铁合金市场的对接,重视特殊钢在先进装备制造业中的应用。 天津太钢天管不锈钢有限公司高级工程师、 市场商情和质量异议主管 梁伟刚先生 镍铁行业的风险识别及镍铁对不锈钢行业的贡献   梁伟刚先生介绍了镍铁行业风险识别、镍铁行业风险表现、不锈钢需求分析、不锈钢市场现状、镍铁对不锈钢行业的贡献、我国主要在建新建镍铁项目。梁伟刚先生指出目前中国及全球的镍产量呈总体增加的趋势。 我的钢铁网副总裁首席分析师 贾良群先生 中国钢铁市场基本分析   贾良群先生在报告中介绍说目前钢铁企业利润明显下降,大中型钢铁企业一季度亏损10.34亿元,钢铁的表观消费量增长速度也出现了较明显的下降。从长期看,国情决定了钢市场发展的空间仍然存在 从中期看,客观决定了钢市场必须经历艰难的磨练 短期看,稳增长政策在市场上已有了一定的反映 眼下看,钢材市场将处于阶段性振荡探底当中。 湘西自治州德邦化工有限公司董事长 陈德根先生 电解锰市场回顾与展望   陈德根先生回顾了我国电解锰行业在过去的50年中,从零起步发展到2006年电解锰独霸世界的愿望就在眼前,再到当前产能过剩、盲目竞争、事故频繁,企业发展步履维艰的境地。对于目前的不利局面,陈德根先生提出了企业应提高技术、注重环保,建议国家调整出口关税的思想。 浙江华光冶炼集团有限公司董事长 刘光火先生 中国镍铁市场项目分析报告书   刘光火先生在报告中介绍了镍铁市场对镍矿的需求情况、镍铁冶炼过程中经常遇到的问题、冶炼成本的控制及工艺改进、冶炼镍铁工艺的发展趋势、镍铁被其他产品替代的可能性分析、印尼镍矿政策对国内外镍铁市场的影响等。   此外,会议还特别邀请了国际锰协会(IMnI)分析师 Mark Camaj先生 、塔瑞萨 CEO 屠昆先生、鄂尔多斯冶金有限责任公司 赵学东先生、江西稀有稀土金属钨业集团有限公司 副总经济师祝修盛先生、金堆城钼业股份有限公司内贸部经理 李永辉先生 、湖北晶洋实业有限公司 副总 黄启会先生 、江苏仪征市铁丰铁合金制造有限公司董事长徐礼言先生为与会代表带来了有关钢铁及铁合金市场分析的精彩报告。
  • 四川省住房和城乡建设厅关于调整建设工程质量检测机构新旧资质标准过渡期起始时间的通知
    各市(州)住房城乡建设行政主管部门,有关检测机构,有关单位:为做好我省建设工程质量检测机构新旧资质标准过渡工作,维护行政相对人合法权益,保障有关建设工程项目有序实施,经研究,决定调整我省建设工程质量检测机构新旧资质标准过渡期起始时间。现将有关事项通知如下。一、依据《住房和城乡建设部关于印发〈建设工程质量检测机构资质标准〉的通知》(建质规〔2023〕1号)文件印发日期,将我省建设工程质量检测机构新旧资质标准过渡期起始时间由2023年4月19日调整为2023年3月31日,调整后我省建设工程质量检测机构新旧资质标准过渡期为2023年3月31日至2024年7月31日。二、按照我厅《关于延长建设工程企业资质有效期的通告》(川建通告〔2022〕191号)有关规定,建设工程质量检测机构资质证书于2023年3月31日到期的,纳入检测机构新旧资质标准过渡期管理,相关证书有效期在四川省建筑市场监管公共服务平台自动延期至2024年7月31日并标注“因过渡期调整政策延期”,原有资质证书继续有效,检测机构可继续从事检测活动。三、我厅《关于做好建设工程质量检测机构新旧资质标准过渡工作的通知》(川建审函〔2023〕1323号)文件中关于过渡期的其它政策不变。四、各级住房城乡建设行政主管部门要按照全省工程质量检测行业突出问题系统治理巩固提升工作的要求,加强对本地区因过渡期调整政策延期的工程质量检测机构的监管。对相关人员、仪器设备、检测场所、质量保证体系等方面达不到资质标准、不具备相应检测能力的检测机构,应责令其限期整改,整改合格前出具的检测报告不得作为工程质量验收资料。四川省住房和城乡建设厅2023年7月7日
  • 倩碧欧莱雅等化妆品被检出有毒重金属
    国际品牌化妆品检出有毒重金属   多款国际品牌化妆品涉毒。昨天有外电报道称,加拿大近期一项对49个知名品牌化妆品的测试结果发现,所有化妆品中几乎都含砷、镉、铅、汞等有毒物质。其中,倩碧和欧莱雅部分产品甚至均含有砷、铍、镉等6种重金属。消息传来,国内消费市场一片哗然。昨天,倩碧品牌方面回应记者称,在加拿大被检测的产品,在国内没有销售。欧莱雅中国公司则表示,在国内销售的产品均安全合格。有化妆品方面专家指出,上述重金属基本是原料里带进化妆品的,但在国家标准限量范围内使用是安全的。   倩碧、欧莱雅、封面女郎等检出多种重金属   昨天,英国《每日邮报》报道称,加拿大环保组织一份关于“潜藏在化妆品中重金属的危害”的报告指出,包括倩碧、欧莱雅、“封面女郎”品牌(Cover Girl)等品牌的部分化妆品里,都含有多种有毒含金属,其中倩碧的幻真控油粉底液含有砷、铍、镉、镍、铅和铊6种有毒物质,欧莱雅的睫毛膏“Bare Naturale”,也被检测出含有和倩碧一样的6种有毒物质。另外,“封面女郎”品牌的超完美眼线笔则含有铍、镉、镍和铅。   据介绍,此次共测试了49个知名品牌的化妆品,研究人员主要测试了这些化妆品中是否含有砷、镉、铅、汞、铍、镍、硒和铊8种有毒物质,其中,后4种化学物质在加拿大是被禁止的。   上述报道指出,每种参与测试的化妆品都含有4种以上令人担忧的有毒物质,但是却没有任何一种被标注在产品的包装上。   研究人员提醒,这些毒物可经由皮肤吸收,是引起健康问题的一大隐忧,并可能“致病”,轻则会导致头痛、呕吐、腹泻、皮炎、脱发、荷尔蒙失调、记忆力减退等 重则可能会导致肺损伤、神经和肾脏问题,甚至是癌症。   涉事企业急称被检产品国内没销售   记者昨天就上述事件采访了部分化妆品企业。拥有倩碧的 雅诗兰黛 中国公司有关负责人表示,加拿大环保机构测试的幻真控油粉底液,在国内并没有销售。“在中国销售的所有产品上市前都经过国家主管部门严格检验和批准。”   欧莱雅中国公司方面昨天也向记者表示,该公司高度重视产品和消费者安全,“我们所销售的所有产品均严格符合中国政府的相关规定。至于(注:加拿大环保组织)提到的Bare Naturale睫毛膏,在中国市场没有销售。”   记者昨天在淘宝、部分海外代购网等网购平台看到,上述环保组织抽查检测的问题产品,均有销售。如在淘宝网上一家网店销售Cover Girl眼线,该网店宣称“大部分产自 美国 ”,售价为40―70元。记者查看销售记录,发现其中有一条中产品产自加拿大,价格为138元。   国家应严格限定化妆品重金属含量   专家建议   “化妆品里的重金属大多来自原料,是原料带进来的。”国内日用化工专家徐春生昨天在接受记者采访时指出,国家不允许在化妆品里添加上述重金属,而很多化妆品里带有重金属主要是原料带进去的,“化妆品的国家标准里,对多个重金属含量都有严格限制,比如对汞的含量不能超过0.2毫克/千克,铅的含量不能超过5毫克/千克,砷则不能超过2毫克/千克。”上述专家同时指出,有部分厂家为增强化妆品的功效,可能人为添加,如有部分问题美白产品,为了美白效果而加入汞,使汞含量超标。   记者昨天查询我国化妆品相关国家标准,发现允许限量存在的重金属主要是铅、镉、汞、铜、砷。   此外,记者发现,国内销售的多种化妆品,包装上同样没有标明含哪些重金属、含量为多少。有消费者认为,这对于消费者选购来说造成一定困难,因有部分消费者可能对某种重金属敏感。   专家表示,国家标准中允许限量存在的重金属,量虽然很微少,但同样会透过皮肤进入人体。不过他又表示,微量重金属对人体危害不大,因人体有代谢能力,会自然将其排出。
  • 从“撒胡椒面”到“捏指成拳”
    从对30余家大小医院“撒胡椒面”式地重复投资以更新或添置临床检验设备,到“捏指成拳”成立一家区域临床检验中心,余姚市在区域医疗资源整合上走出一条探索之路。这种统筹城乡医疗资源的尝试,正是目前国家医改所提倡的,得到了省卫生厅的充分肯定。   问题“撒胡椒面”式重复建设   麻雀虽小,五脏俱全。这是各地医疗资源配置上普遍存在的一个问题,往往造成医疗资源效率低下,浪费严重。这一问题在检验与影像上尤为突出。   早在4年前,余姚市卫生局摸了一下29家公立医院检验设备的“家底”。当时,全市检验相关仪器设备资产总额约2000万元,一半在余姚市人民医院检验科,另一半分散在28家基层医院。而同期全市检验业务量65%以上在余姚市人民医院,致使其仪器设备超负荷运转。与之形成鲜明对比的是,其他各基层医院的仪器设备严重闲置,长期处于“吃不饱”状态。由于设备寿命周期等原因,不少基层医院还有更新或添置检验仪器设备的计划。一家位于城区的社区医院每年要投入20万元购买检验设备,但因为每天只有一二十个病人的检验量,检查费用入不敷出,连化验医生的工资都不够发。   另一方面,市级医院、中心卫生院和中心卫生院以下的公立医院,各家项目设置差异较大,相互参考性较差。一些医院检验量少,仪器很少用,造成检验质量难以保证。这使得互认报告十分困难,患者在各家医院重复检验不可避免。   尝试机制创新“四两拨千斤”   余姚市卫生局局长蒋志云认为,“撒胡椒面”式的投入不能真正提高检验水平,让群众受益。改变仪器设备闲置浪费、检验成本高及质量难以提高的关键是机制创新——从“撒胡椒面”到“捏指成拳”。   余姚利用该市人民医院迁建新院契机,决定在该院检验科的基础上,建立独立的市临床检验中心,适当提高仪器设备配置档次,要求其服务范围逐步扩大到全市所有公立医院。为了顺利向临床检验中心过渡,余姚市卫生局早在2005年就停招编制内检验人员,同时原则上停止其他医院的检验设备购置,避免了检验中心成立后可能出现的人员和设备闲置。   机制创新“四两拨千斤”,一系列问题迎刃而解。区域内资源整合后的集约化运作不仅使投资效益最大化,全市病人能够就近享受高质量的检验服务,还使化验单全城通用,减少重复检查。   效果政府医院患者三方共赢   余姚人民医院、余姚市二院、余姚市三院、余姚市中医医院、梨洲医院、余姚市妇保所、梁弄中心卫生院和三家社区卫生服务中心共10家单位成为检验中心服务的首批对象。对检验量大的医院,检验中心物流车每天3次上门收取,量少的每天1次。通过电脑联网,这些医院与中心实时共享检验结果。   检验中心主任张翊说,眼下,除余姚人民医院外,每天有500来个检验标本,每月业务收入近200万元。其中,生化检验占六成以上,免疫检验占两至三成,微生物检验占一成多。过去,乡镇卫生院根本无法开展后两大类检验。家门口就能享受高质量的检验服务极大地方便了市民,使得一些边远地区的患者,免去了上大医院检验的奔波之苦。   同时,集约化运作大大提高了效率。临床检验中心有51名工作人员,人均检验业务收入是过去的1.3倍。“捏指成拳”后,中心的检验设备向高精尖发展。投入300万元添置的一台全自动生化分析仪,每小时能处理5700个测试的检验量,处理速度是一般县级医院配备仪器的3.6倍。   启发整合模式可否“克隆”?   余姚作为全省农村医疗卫生服务机构体制机制改革试点县(市)之一,在检验资源整合上先行一步,作出了很好的示范,也吸引了全国20多个省、市前来考察。   蒋志云说,就医改来说,政府增加投入固然重要,但其核心应是在政府、医院与患者三赢的契合点上寻找体制、机制的创新,科学地整合医疗资源,使现有的医疗资源与政府投入发挥最大效应。   此外,余姚还在其他方面稳步实施医疗资源功能整合改革。如实行了全市医疗卫生机构后勤物资集中采购,逐步扩大全市消毒物品集中供应服务辐射面,以此来降低医疗机构的运作成本。下一步,将通过建立慢性病诊疗指导中心和医学影像、心电图、病理会诊中心,架起城市优势医疗资源流向农村的新的有效渠道。   资源整合模式的成功“克隆”需要政府部门站在落实科学发展观的高度,从大局着眼,提高资源的利用率。
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