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找水仪是利用什原理

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找水仪是利用什原理相关的资讯

  • 新型可穿戴设备 利用电化学原理发电
    据PCWorld网站报道,目前可穿戴设备通常用于追踪锻炼和健身活动,但是,可穿戴设备可以用于为其他可穿戴设备提供电能吗?麻省理工学院的一项新研究将很快使这成为可能。  一直以来,电能都是制约可穿戴设备和其他移动设备发展的一个因素。但麻省理工学院研究人员本周宣布,他们已经发现了利用幅度很小的弯曲运动发电的方法。  PCWorld表示,他们的系统利用两层很薄的锂合金片作为电极,然后在两个电极之间夹一层浸泡有液态电解质的多孔聚合物。即使轻微的弯曲,也会在连接在两个电极间的外部电路中产生电压和电流,从而为其他设备供电。只需在一端施加很小的力,就能引起锂合金金属片弯曲,例如,把装置固定在手臂或腿上。  麻省理工学院研究人员指出,利用轻微运动发电还有其他方法,但它们利用不同原理。大多数方法利用了摩擦起电效应——例如把羊毛和气球相互摩擦,或压电效应。麻省理工学院材料科学和工程教授李举(Ju Li,音译)表示,这些传统方法存在“电阻大、弯曲刚度大、成本高”的缺陷。  麻省理工学院称,通过利用电化学原理,新技术能利用大量自然运动和活动生成电能,其中包括典型的人类活动,例如走路或锻炼。  这类设备不仅仅能低成本地批量生产,而且天生很柔韧,这使得它们与可穿戴设备更搭,在外力作用下不容易受损。  李举表示,测试设备已经证明这一系统非常稳定,在使用1500个周期后仍然能保持其性能。  PCWorld称,这一技术的其他潜在用途包括生物医学设备,或者应用在道路、桥梁、甚至是键盘中的嵌入式压力传感器。  麻省理工学院的这一成果当地时间周三发表在《Nature Communications》上。
  • 让注水肉远离舌尖、肉类水分测定仪
    近段时间注水肉事件频发,注水肉的制造者图的是水充肉,多赚些银两,是没有健康卫生的理念,注水肉实质对人体健康存在,相当危害,并非只是简单的欺诈。除水之外,不法分子手段繁多;加入阿托品,扩张血管、多蓄水;注入血水可使肉色变深;注入矾水可起收敛作用;注入卤水能使肉色鲜艳、令蛋白质凝固而保水;注入工业色素也会使肉品长时间呈现鲜红色,但其物质会容易产生致癌病变。更有甚者,为延长肉的存放,水中加入防腐剂,对人直接产生毒害。注水肉不仅侵害了消费者的经济利益而且严重地影响了肉的卫生质量,是一种违法行为。因此注水肉的监督检验已成为市场肉类兽医卫生监督检验的一项重要任务。目前国内采用电导法这种仪器原理采用正负电极针插入肉内,利用肉类中本身含有的结构水中的电导率于注入水中的电导率不同而测量的,其结构特点是多针平滑滤波式电极和与之匹配的电路系统构成,以10次随机采样的算术平均值为测量结果示值。但是电导率存在的问题是:当不法商贩采用盐水、矾水或者污水时,其水分中的电导变化不大,导致这类水分测定的准确度不够稳定。而采用传统烘箱法,配备电子天平、恒温干燥箱等设备;有专职的化验人员操作,通过一定时间的恒温干燥箱的烘烤以及反复的称重和计算,方能得到结果。工序繁琐,操作周期长,而且烘干后的试样在从干燥箱取出进行称重的过程中,会迅速吸收空气中的水分容易产生误差以及人为误差。在注水肉检测领域,测量准确性和测量速度之间的矛盾一直没有解决;针对这一现状深圳市芬析仪器制造有限公司提供一种有烘干法结构的快速肉类水分检测仪器。CSY-R肉类水分测定仪是该公司自主研发生产的高新技术产品,获得国家发明专利国家发明专利号:ZL201310178317.X 国家实用新型专利号ZL201320262557.3外观专利ZL01430075376.X;CSY-R肉类水分测定仪克服检测误差大,测量步骤繁琐等问题,采用电磁力传感器确保称重准确,环形卤素灯可以在高温下将样品均匀地快速干燥,样品表面不易受损,其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性,具有可替代性,且检测效率远远高于烘箱法;目前该设备定为《GB 18394畜禽肉水分限量》标准检测设备,是一种新型的快速检测注水肉的仪器;可作为市场工商管理部门的一种有效的检测工具,防止不法商贩损害消费者的健康和利益的行为。公司网站:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH103452/
  • 如何利用冷水机提高冷风机降温效果
    一般冷风机都是安装在户外,因此蓄水盘在烈日高温幅射下,水温升高,严重影响了降温效果,如果蓄水盘的水温大于等于室内空气的温度,则根本起不到降温的效果。因此蓄水盘内水的温度高低决定着冷风机的降温效果。 上海田枫实业有限公司是专业的冷水机厂家,可以提供冷水机非标定做,配套冷水机解决方案。根据多年经验,总结下如何利用冷水机来提供冷风机的降温效果。 本方案包括降温蓄水罐、制冷水泵、上海田枫冷水机、数目与冷风机相同的回水管和进水管,冷风机的出水口通过回水管和降温蓄水罐进水口连接,降温蓄水罐出水口通过制冷水泵连接冷水机进水口,冷水机的出水口通过进水管连接冷风机的另一个进水口。 为了控制水流的通断,制冷水泵和冷水机进水口之间设有水流开关。为了防止水的回流,让水能够顺利的输送到冷风机,冷水机的出水口和冷风机的进水口之间设有止回阀和水阀。 其原理是将自来水输送到冷风机,利用机身蓄水盘内水的温度比室内空气的温度低,从空气吸取热量,来进行降温,而温度升高的水通过冷水循环机构,经过降温蓄水罐和冷水机冷却后,降低到合适的温度,就可以送到冷风机再次进行降温。因此,只需要少量的循环水,冷水机耗费少量的电能就可以大幅提高冷风降温装置的降温效果。 来源:上海田枫仪器有限公司:冻干机www.tfyqchina.cn 冷水机www.tfsye.com关键词:[冷水机][小型冷水机][工业水冷机][实验室冷水机][制冰机][超低温冰箱][冻干机] [实验室冻干机][生产型冻干机]
  • 直播预告 | #小碳微课堂# 纯水/超纯水总有机碳TOC的检测原理
    大家好,我是小碳,这次小碳给大家带来的福利是我们新开设的小碳微课堂——TOC分析仪系列课程,内含TOC的检测原理、行业应用、仪器使用相关知识等等,都将陆续火热上线!#小碳微课堂#第一期将于4月24日开课快来报名吧!纯水/超纯水总有机碳TOC的检测原理时间2020年4月24日周五14:00-14:40费用免费总有机碳TOC(Total Organic Carbon)是水质检测中最重要的指标之一,它反映了水中有机碳物质的总量,TOC值越高,表明水受到的有机物污染越多。纯水/超纯水中的TOC含量,对制药、半导体等行业的生产非常重要,那么,- 如何测定水中的TOC呢?- 纯水/超纯水的TOC测定有哪些方法?- 这些方法有何不同?- 每种方法是否有特定的适用场景?- Sievers专利的膜电导检测技术有哪些优点?此次直播课程中,我们将向您介绍TOC检测的基本原理以及纯水/超纯水TOC检测的不同方法和应用,并针对以上问题作出解答。作为TOC分析仪系列课程的基础,了解TOC的检测原理有助于为您的应用选择合适的分析仪器,并在未来的仪器使用过程中,帮助您对TOC检测结果有更深层次的理解,欢迎收看! 报名方式- 扫下列二维码,进行会议注册,注册成功后,我们将于直播前给您发送邮件提醒及课程直播链接,直播时登录直播链接,验证注册时的手机号,即可收看课程。- 若您未收到邮件,直播时可通过苏伊士Sievers分析仪的微信公众号菜单:最新资讯-小碳微课堂进入课程直播。- 如当天无法收看直播,您可以于课程结束的第二天后登录直播链接,验证注册时的手机号,收看课程回放。
  • 深大学子使用色谱原理研发出食品安全检测仪
    p  最近在广州举行的第十三届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛上,由深圳大学推荐的“食品安全检测仪”项目获得特等奖,团中央书记处书记傅振邦会见了该项目的研发团队,给予了亲切鼓励。/pp  食品安全检测仪是由深圳大学的20多名大学生研发出来的,该仪器获得了4项国家专利和1项软件著作权,并已顺利投产。项目领头人张小虎是深圳大学2011级信息工程学院毕业生,目前就读于北京大学深圳研究生院。这个年仅23岁、对新技术有着特殊敏感的大男孩,凭借食品安全检测仪技术创业开办了自己的公司,实现了从技术到应用的转化。/ppstrong历时两年研发成功/strong/pp  食品安全检测仪于2011年开始研发,那时张小虎在深圳大学读本科一年级。/pp  “三鹿奶粉事件,把中国的食品安全问题再一次推向了风口浪尖。短短几年的时间,致病的瘦肉精、毒米、毒面、毒油,为什么问题一再出现?中国的食品安全问题该如何解决?”张小虎说,由于食品中的有毒物质具有多样性和微量性,传统的检测设备不能满足要求,他因此萌发了自主研发一款针对中国食品安全问题的绿色食品安全检测仪器的心思。/pp  在学校的支持与老师的指导下,张小虎带领深大信息工程学院的20多名大学生开始研发这款化学分析仪器,并一直坚持了两年多的时间。“有一次,有一个不合格的氘灯电源损坏了氘灯,氘灯光源不稳定导致输出的基线数据不稳定。开始我们不知道问题在哪里,因为影响基线稳定的因素很多,我们费了九牛二虎之力才最终定位问题。中途,我们几乎都想放弃了,在老师的鼓励和帮助下,我们还是挺过来了。”张小虎说。/pp  2013年底,绿色食品安全检测仪研发成功。这个仪器有两个30寸传统电视机叠加起来大小,检测时,食物样品由自动进样器进入设备,被高压泵打入色谱柱,在色谱柱中进行分离,再到达检测器的流通池,经过光电管,用24位高精度AD采集数据,电脑计算出图谱并进行比较分析,实现了一键式全程操作。/pp  2014年该仪器通过了广东省计量院的测试,并获得了广东省技术监督局颁发的生产许可证,正式投产。/ppstrong技术上实现多项创新/strong/pp  这款食品安全检测仪在技术上实现了多项创新,其中用液相色谱原理设计制作更属于国际国内首创。/pp  张小虎介绍,液相色谱技术由于具有高分辨率、高灵敏度、速度快、色谱柱可反复利用以及流出组分易收集等优点,比传统的基于分光光度法原理的食品安全检测仪灵敏度更高,定性定量分析更准确。“在检测食品中的有毒物质时,我们往往不知道有毒物质是什么,这时我们就要利用大数据的图谱分析方法,通过工作量的图谱在几千张,人工读图要花费很多时间。而我们利用自己编写的MapReduce来处理图谱数据,使用计算机代替人工大量读图。”/pp  食品安全检测仪目前已获得了4项国家专利和1项软件著作权。其中一项专利技术“双流通池系统”,在不降低性能的同时可大幅度降低系统成本。“这种双系统特别适用于那些要检测大量的,相同类型的样品,比如食品的原料检测等。”/pp  项目的开发成功让张小虎有了创业的冲动,他迫切希望能将技术予以应用,从而将技术的价值最大化。在父母的支持下,他与伙伴于2012年12月6日成立了“通用深圳仪器公司”,同时他还被聘请为深圳市分析测试协会委员。/pp  而这款针对中国食品安全问题的绿色食品安全检测仪器投放市场后也颇受青睐,目前已拥有广州饲料添加剂厂、佛山富维生物饲料有限公司、广州格拉姆生物科技有限公司等几十家饲料和生物制品企业“客户”。/ppstrong用高科技创业成功概率大/strong/pp  2014年10月,张小虎被北京大学深圳研究生院录取为研究生,继续着他的学业,他的导师亦非常支持他的项目。而他的企业,从原来的3个人发展到现在的16个人,几乎都是青春勃发的大学生,其中还有一个麻省理工学院的博士。/pp  “从小到大,我都希望能成为一个通过自己努力实现个人梦想、掌控自己生活的人。小到成功拆装一个玩具、读完一本喜欢的书籍,大到选择自己热爱的专业、做出几项发明专利、创办自己的公司,很幸运的是,我正按照自己的人生规划,如愿地逐步实现自己的人生目标。每当实现一个目标,我都有深深的满足感和成就感。”张小虎说,尤其当自己创办的公司做出了对人们生活质量有所促进的产品的时候,“我感觉自己的成就感不仅来自于实现个人梦想、掌控自己的生活,而更大的来自于自己对于社会的价值和意义。”/pp  对于未来,张小虎充满了信心:“食品安全检测设备的市场很大,全国有大小近百家生产企业,但他们用的技术大都是分光光度法原理或比色试纸原理。这两种方法的检测精度都很低,不能有效检出食品中的微量有毒物质。市场急需新的高灵敏的检测设备,我们基于液相色谱原理的食品安全检测仪会有广阔的市场空间。” 他打算以“直销”和“代理”的模式,继续推广食品安全检测仪。/pp  作为一个大学生创业成功的“典型”,时常有学弟学妹追问张小虎“成功的秘诀”。他的切身体会是:“大学生创业应该具有非常强的专业知识,用高科技创业成功的概率会大得多。同时,项目开发最重要的是团队开发管理的能力和设计模式。”而创业更让他感受到了责任,也让他有了更高的目标:争取创立食品安全的行业标准,最终为解决中国现有的食品安全问题贡献自己的一分力量。/pp/p
  • 深芬仪器针对注水肉难题推出国标注水肉检测仪专利产品
    CSY-R快速注水肉检测仪深芬仪器针对注水肉难题推出国标注水肉检测仪专利产品CSY-R快速注水肉检测仪可作为市场工商管理部门的一种有效的检测工具,防止不法商贩损害消费者的健康和利益的行为。在注水肉检测领域,测量准确性和测量速度之间的矛盾一直没有解决;针对这一现状深圳市芬析仪器制造有限公司提供一种有烘干法结构的快速注水肉检测仪。CSY- R快速注水肉检测仪是我公司自主研发生产的高新技术产品,获得国家发明专利号:ZL201310178317.X 国家实用新型专利号ZL201320262557.3;符合国标《GB 18394-2001 畜禽肉水分限量》检测标准。CSY- R快速注水肉检测仪简化了肉类水分检测的操作步骤,排除人为、环境和湿度的影响,缩短检测时间周期,整个操作时间不超过10分钟,是一种新型的快速检测注水肉的仪器。目前中国关于注水肉的检测大部分采用电导法和传统烘烤法两种方式。所谓电导法,其原理是采用正负电极针插入肉内,利用肉类中本身含有的结构水中的电导率,与注入水中的电导率不同来进行测量,这决定如果注入的是盐水、矾水或者污水时,水分中的电导变化不大,导致结果误差很大。而若是采取传统烘烤法,工序繁琐,操作周期长,准确度不够稳定,这也是注水肉安全事故频发的重要原因。CSY-R快速注水肉检测仪解决了注水肉检测领域关于测量准确性和测量速度之间的矛盾。采用电磁力传感器确保称重准确,环形卤素灯可以在高温下将样品均匀地快速干燥,样品表面不易受损,其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性,具有可替代性,且检测效率远远高于烘箱法。另外,CSY-R注水肉检测仪体积小,重量轻,不需要对送检物品进行预处理,使全部检测时间缩短为不到10分钟。这场快速检测功能使其成为市场工商管理部门的一种有效的检测工具。快速注水肉检测仪产品优点:(1) 体积小,重量轻,结构简单(2) 精度高,电磁力称重传感器确保称重精度准确度(3) 不受环境,湿度影响,无需辅助设备(4) 操作简单,无需安装调试培训(5) 效率高、速度快,整体操作不超过10分钟(6) 多种分析方式,全自动、定时、半自动满足各种分析方式(7) 注水肉检测仪标配RS232通讯接口-方便连接打印机、电脑和其他外围设备、符合FDA/HACCP格式要求(8) 注水肉检测仪红外加热方式可直接从物质内部加热,大大缩短了烘干时间,而且还具有加热均匀、清洁、效率高、节约能源。(9) 注水肉检测仪专利产品、技术保障(国家发明专利号:ZL201320262557.3)注水肉检测仪可作为市场工商管理部门的一种有效的检测工具,防止不法商贩损害消费者的健康和利益的行为。技术参数:1、水分测定范围:0.01-100%2、水分含量可读性:0.01%3、称重范围:0-30g4、传感器精度:0.001g5、称重传感器:电磁力平衡传感器确保称重准确6、加热温度范围:起始-205℃7、加热源:红外线卤素环形灯8、显示参数:%水分,时间,温度,重量
  • 解读核辐射检测仪原理,是否“智商税”?
    8月24日,日本政府不顾国内外反对,福岛第一核电站启动核污染水排海,并计划排放30年。该消息发布后,引起我国出现盲目“抢盐”的恐慌现象,并导致核辐射检测仪在线上平台火爆销售,甚至被抢购一空。许多专家表示,我们无需过度恐慌,理性关注即可,也有人支持购置核辐射检测仪来保证身体安全,那么作为大众居民,我们是否必要购置核辐射检测仪?其原理是什么?核辐射检测仪到底是不是“智商税”?且听本网来揭秘。核辐射检测仪的原理核辐射检测仪是通过探测放射性物质的衰变过程来进行工作的。放射性物质会不断地释放出α粒子、β粒子、γ射线等辐射,这些辐射会与检测器中的物质相互作用,产生电离效应。在这个过程中,检测器中的物质会失去一部分电荷,导致检测器中的电荷量发生变化,从而产生电信号。核辐射检测仪通常采用闪烁晶体作为探测器,闪烁晶体是一种能够吸收射线并转化为可见光的物质。当放射性物质释放出的射线进入闪烁晶体时,晶体中的原子或分子会吸收这些射线,并把它们转化为可见光。这个过程被称为光致发光。然后,光被收集到光电倍增管中,并转化为电信号。这些电信号会被放大和整形,以便后续的信号处理和测量。除了闪烁晶体,核辐射检测仪还可以使用其他类型的探测器,如半导体探测器、液体闪烁计数器等。半导体探测器的工作原理与闪烁晶体类似,都是基于放射性物质的衰变过程,通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应,从而检测辐射的强度和类型。而液体闪烁计数器则是一种将闪烁剂和光电倍增管结合在一起的探测器,它能够测量β粒子和γ射线。总之,核辐射检测仪是基于放射性物质的衰变过程进行工作的,通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应,从而检测辐射的强度和类型。闪烁晶体和光电倍增管是核辐射检测仪中非常重要的部件,其性能直接影响核辐射检测的准确性和稳定性。随着科学技术的发展,核辐射检测仪的材料和性能将不断得到改进和完善,为保障人类安全和环境健康做出更加重要的贡献。核辐射检测仪的应用场景辐射检测仪的应用场景广泛,主要包括以下场景:1.核物理实验室、科研单位放射性实验室等会产生放射性物质的单位,主要用于日常放射性物质剂量检测,以便及时处理。2.用于海关和边境巡逻等,防止犯罪分子取放射性材料及放射性物质袭击的应急响应。3.环保部门、钢铁石材检测、矿山或金属检测公司等,用于监测放射源。4.医疗、工业等领域的X射线仪器的X射线辐射强度。5.其他检测放射性物质需要。综上所述,辐射检测仪的应用场景非常广泛,应用于各大领域。我们需要购买核辐射检测仪吗?最近的央视报道中,华南理工大学环境与能源学院教授张永清表示:“普通百姓购买放射性检测仪必要性不强。因为放射性测量过程中,只有一个仪器还是不够的,还要有相应适合的方法,不同的核素有不同的方法来进行测量,而且不同的样品有不同的前处理方法。如果说一般普通老百姓只是买一个仪器来测,他们还不具备专业的方法。”市面上价格较低的核辐射检测仪往往精度低,难以真正检测出放射性物质,而较为专业的核辐射检测仪价格昂贵,且需要专业知识和技能才能正确使用和维护才能合理使用。其次,普通人在日常生活中接触到的辐射量通常是非常低的,不需要过于担心辐射对健康的影响。而且,即使周围存在一些放射性物质,核辐射检测仪也并不能保证绝对的安全。因此,建议普通人不要盲目购买核辐射检测仪,更不需要过度恐慌,如果确实需要检测辐射水平,可以寻求专业的检测机构或者政府部门进行检测。
  • 湖大王兆龙课题组:基于3D打印可降解水凝胶的快速可编辑人机界面
    水凝胶凭借着可拉伸的三维高分子网络结构以及可供离子传输的水性环境在可穿戴器件、瞬态电子和人机交互等领域具有广泛的应用。然而,伴随着柔性电子领域的快速发展,如何解决大量的柔性电子产品废弃物成为了挑战之一。受此启发,湖南大学王兆龙副教授、段辉高教授与上海交通大学郑平院士、南方科技大学葛锜教授、航天五院杨东升研究员合作,在《Materials Today Physics》期刊上发表了题为“Ultra-fast programmable human-machine interface enabled by 3D printed degradable conductive hydrogel”的文章。该文章利用面投影光刻技术(nanoArch P140,摩方精密)制备了高精度高拉伸可导电水凝胶样品及可编辑线路。在特定环境下,体系能被完全降解,实现柔性电子的环保无残留。图1 基于面投影微立体光刻3D打印技术的水凝胶。(a)面投影光刻技术原理图。(b)水凝胶前体溶液组成。(c)前体溶液固化前后展示图。(d)H2O-H2O、H2O-PG、PG-PG 和 PAM-H2O-PG 的氢键相互作用的密度泛函理论分析(DFT)。(e)扫描电子显微镜(SEM)图像。(f)基于面投影光刻技术制备的高精度海星和雪花样品。具体的溶液制备和加工过程如图1a-b所示,先将光引发剂 (2, 4, 6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯(TPO-L)分散在1,2-丙二醇中,得到溶液A。同时,将氯化钾(KCl)、丙烯酰胺(AAm)和聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)加入去离子(DI)水中混合均匀得到溶液B。将溶液A、B混合均匀,超声处理得到水凝胶前体溶液(图 1c),在405nm紫外光的照射下能被完全固化。三维多孔网络的微观结构保证了高拉伸性能,图2a-c展示了不同成分含量下样品的拉伸性。研究人员通过单轴拉伸测试探究了不同成分含量对拉伸性能的影响。此外,还探究了电导率的影响因素(图2d-h),证明了基于高拉伸导电水凝胶器件的低温工作性能。图2 力学与电学性能的探究。(a)拉伸测试。不同含量(b) 丙烯酰胺,(c) 1,2-丙二醇的水凝胶样品的应力-应变曲线。不同含量(d)氯化钾,(e)丙烯酰胺和(f)1,2-丙二醇的水凝胶样品的电导率测试。(g)丙烯酰胺和去离子水质量比为3的水凝胶样品的差示扫描量热(DSC)曲线。(h)不同温度下的电导率。(i) 拉伸与导电性能的综合展示。水凝胶的可降解的性能由酰胺基和交联剂的共同水解实现,图3b展示了六边形水凝胶样品的降解过程(pH=13)。通过改变样品的形状、厚度或表面积,能够对其降解速度进行调控。除了几何参数,水凝胶前体溶液的成分含量、环境的pH值和温度都会影响降解速率。(图3c-g) 图3 降解性能探究。(a)碱性环境中的降解原理图。(b)六边形水凝胶样品在pH值为13的碱性溶液中的降解过程。不同含量(c)丙烯酰胺,(d)PEGDMA和(e)1,2-丙二醇的水凝胶样品的降解时间测试。(f)不同pH值下的降解时间。(g)不同温度下的降解时间。基于高拉伸可降解导电水凝胶的柔性电子具有优异的工作性能,研究人员将其应用在柔性传感及人机交互等应用中。如图4a-b所示,基于水凝胶的柔性传感器对于重复的机械运动具有准确灵敏的监测能力,具有广泛的传感范围,从而达成稳定传感的目的。研究人员主要对手指弯曲、不同频率的重复运动、吞咽、发音等动作进行了监测。研究结果如图4c-i所示。除此之外,研究人员还利用水凝胶器件的可降解性能对瞬态电子及可编辑人机界面应用的可行性进行了探究。图5a展示了通过降解和修复能够实现串并联电路的快速转换。人机界面由基于水凝胶电路的肌电采集系统组成(图5b),可稳定获取五个手指的肌电信号,开发的 EMG 收集系统能够对复杂的手势进行编码,实现人手控制机械手进行动作,如图5c-g展示,证明了基于3D打印可降解导电水凝胶在快速可编辑人机界面应用的可行性。值得一提的是,基于水凝胶的体系能被完全降解,为可编程和环保可穿戴设备提供了新思路。图4 基于水凝胶的柔性传感器监测性能。(a)不同应变下水凝胶应变传感器相对电阻变化曲线。(b)不同拉伸率下的灵敏度。(c) 手指弯曲,(d)手指不同频率连续弯曲,(e)肘部连续弯曲,(f)行走期间膝盖弯曲,(g)吞咽,(h)发声和(i)恒定压力下的传感曲线。 图5 可编辑电路及人机界面应用。(a)基于水凝胶电路的降解和修复。(b)采集系统工作原理示意图。(c)所开发的 EMG 采集系统捕获得到的五个手指 EMG 信号。(d)暴露于碱下的EMG 采集系统捕获得到的EMG 信号。(e)基于可降解水凝胶的可编程人机界面示意图。(f)采集得到的不同手势的信号。(g)快速可编辑人机界面工作展示。该项研究成果获得了广东省重点领域研究发展计划,湖南省自然科学基金,民用航空航天技术研究项目和中国空间技术研究院空间探索计划和钱学森实验室等实验及研究项目支持。
  • 我国科学家利用纳米技术赋予羊毛超亲水功能
    近日,美国化学会新闻周刊(ACS News Service Weekly PressPac)以“化学使天然‘神奇织物’羊毛更加神奇”(Chemistry makes the natural “wonder fabric” — wool — more wonderful)为题报道和评述了京港两地科学家携手利用纳米技术研发功能羊毛织物的突破性进展工作。该报道一经刊出,就引起媒体和产业界广泛关注,日前已经被国外数十家媒体相继报道和转载。  羊毛因其质轻、柔软、保暖等优良品质而被誉为“神奇织物”。然而表面鳞片层结构使其天然疏水,不利于抗皱、防缩和染色等后整理工艺,同时阻碍了它吸收水汽的能力,导致吸湿排汗速率低,尤其在人体大量运动后极易让人感到闷热不舒适。尽管科学家已经开发出了让羊毛更亲水的处理方法,但它们或稳定性差,不耐久,或破坏羊毛纤维天然结构。如何能够在不破坏羊毛纤维自身结构的前提下,研发简单有效,且持久赋予羊毛超亲水功能的制备方法是羊毛应用领域的一大难题。  中国科学院理化技术研究所唐芳琼教授和香港理工大学李翼教授所领导的团队联合研发的纳米后整理技术可让羊毛拥有“大脑”,使其成为利于防缩,抗皱,且能够“呼吸”并释放汗水的“智能”织物。这项技术在羊毛纤维表面修饰了亲水性纳米薄层,该薄层由相当于人的发丝宽度1/50000的氧化硅纳米颗粒组成(见附图)。这些颗粒能够通过改变纤维表面能和表面结构,让羊毛变得超亲水。而且这种新薄层不会影响羊毛的颜色和质地,并能经受起日常的干洗。  该工作不仅能提高羊毛织物的亲水性,增加其舒适程度,还有望能够集成防缩、抗皱、快干,抑菌、除臭、抗紫外等多种功能于一体,整合出高质量的“人体的第二层皮肤”,相关工作正在开展之中。  这项科研成果体现了基础研究与实际需求完美结合,目前已申请国内发明专利,并正在申请国际发明专利。已有三家国外技术咨询公司(如Frost & Sullivan)与该团队取得联系,正在深入调研该技术进展及产业化前景。
  • 快速水份测定仪基础知识一:定义与基本原理
    快速水份测定仪基础知识一,定义与基本原理1. 什么是快速水份测定仪? 快速水份测定仪利用热失重法测定样品的水份含量,由称量与加热装置(红外)组成。 它通常亦称作水份天平或水份测定仪。 2. 快速水份测定仪的工作方式?卤素快速水份测定仪按照热重原理(通常亦称作“热失重”(LOD)原理)运行。 快速水份测定仪由两个组件构成,即:天平装置与加热装置。 为了测量水份含量,首先记录样品的初始重量,然后在内置天平持续记录样品重量的同时,卤素灯对样品进行加热和烘干。 当样品不再失重时,仪器关闭并且计算水份含量。 总失重量用于计算水份含量。 3. 什么是“热失重”(LOD)原理?LOD表示热失重。 大多数标准方法属于热失重法。 热失重法是一种通过分析加热时样品的失重测定样品水份含量的方法。 将失重解释为样品的水份损失。 当所有水份从样品中排出时,样品的重量不再发生变化。 然后,通过将样品的初始重量同干重或样品最终重量进行比较,计算出样品的水份含量。 4. 如何加热样品? 样品吸收卤素快速水份测定仪的红外辐射,因此可快速升温。 另外,样品的温度取决于其吸收特点,因此一定不是显示温度。 这与烘箱不同,烘箱是通过对流方式对样品加热,并且需要很长时间才能烘干。 5. 卤素技术与红外技术之间的区别是什么? 卤素加热也是红外技术。 采用卤素辐射体进行干燥是红外干燥法的进一步发展。 加热元件由充满卤素气体的玻璃灯管组成, 由于卤素辐射体远轻于传统红外辐射体,因此可以快速获得最大热量输出,并实现卓越的可控性甚至是热分布。 6. 快速水份测定仪的适合对象?烘箱是测定水份含量的正规方法。 如今,许多客户使用快速水份测定仪,因为他们希望使用更快速的方法分析水份含量。 快速水份测定仪在许多行业中使用,例如:食品、化学、制药与塑料制造行业。 由于水份含量会对产品的质量和保质期产生影响,因此测定食品中的水份含量尤为重要。 7. 什么是水份? 水份指加热时蒸发(“热失重”)的所有物质。 除了水之外,分析的水份含量还包括脂肪、酒精与溶剂。 8. 水份与水是否一样?不一样,这两种概念经常被混淆。 水份指加热时蒸发的所有物质。 水专门指水分子(H20)。 为了测定水份含量,最好使用卡尔费休滴定仪。
  • 利用短波红外光谱仪 祝融号发现火星近期水活动迹象
    我国科学家发现火星水活动迹象。5月11日,《科学进展》发表一项关于火星水活动的重要研究成果。基于祝融号火星车获取的短波红外光谱和导航地形相机数据,我国科研人员在火星表面发现了一种形貌上类似沉积岩的板状亮色岩石,进一步分析发现,这些板状亮色岩石富含含水硫酸盐等矿物。这标志着祝融号国际首次利用巡视器上的短波红外光谱仪在火星原位探测到含水矿物。(A)“祝融号”着陆点地貌图。(B)“祝融号”巡视路线图。中科院国家空间科学中心供图“祝融号在地质年代较为年轻的着陆区发现水活动的迹象表明,亚马逊纪时期的火星水圈可能比以往认为的更加活跃。这一发现对理解火星的气候环境演化历史具有重要意义。”论文第一作者兼通讯作者、中科院国家空间科学中心研究员刘洋说。我国首次火星探测任务天问一号搭载的祝融号火星车于2021年5月15日成功着陆于乌托邦平原南部区域。截至目前,祝融号火星车已经在火星北部低地的乌托邦平原区域行驶1年,累计行驶近2000米,获得了大量宝贵的科学探测数据。已有的撞击坑定年工作显示,祝融号火星车着陆区位于经过了后期重塑事件的亚马逊纪地层。亚马逊纪时,火星的气候已经从暖湿变为以寒冷干旱为主。轨道遥感数据分析显示,着陆点周围分布的多种地貌特征指示乌托邦平原曾经可能存在大量的挥发分。然而,“受限于空间分辨率和覆盖率,轨道遥感数据并没有在着陆区附近发现含水矿物,这为此类地貌的形成机制和该地区水活动的性质带来了诸多疑问。”刘洋表示。研究团队认为,祝融号发现的板状亮色岩石是一层着陆区本地发育的硬壳。相比美国海盗一号火星着陆器原位观察到的破碎岩石,祝融号着陆区的硬壳似乎更耐侵蚀,同时该硬壳层相对较厚。“形成如此厚的硬壳层,需要大量的液态水,仅靠大气中的水蒸气是形成不了的。”刘洋解释说。同时,研究发现,着陆区不存在明显的地表径流或河道痕迹,而且巡视路线周围并未发现由水体蒸发形成的蓬松的地表和盐霜残留物,从而排除了着陆区表面有大规模水体活动的可能。对此,研究团队提出了一种新的形成机制。该机制认为,火星沉积期前的土壤风化层在富含盐类的地下水上升或渗透期间经历了胶结和岩化作用,形成了观察到的板状岩石。盐类胶结物在毛细孔隙或靠近潜水面的地下水中沉淀,并发生活跃的蒸发和聚集。地下水位的间歇性波动可能会使硬壳进一步增厚,并形成层状结构。随后,覆盖在硬壳上的表土受到侵蚀作用流失,从而使得抗侵蚀的硬壳层暴露了出来。刘洋表示,祝融号火星车的发现表明,火星在亚马逊纪时期的水活动可能比以前认为的更加活跃。祝融号着陆区以及火星北部平原的广泛区域可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水。
  • 太原理工大学党委书记沈兴全一行莅临聚光科技参观交流
    近日,太原理工大学党委书记沈兴全、副校长任喜莹一行莅临聚光科技参观交流,聚光科技总经理韩双来、党委书记陈荧平、环科事业部副总经理倪勇陪同交流。在聚光科技展厅,陈荧平介绍了聚光科技党建的发展历程和“红色传感”党建品牌,包括双领制、双积分制、与业务深度结合等特色内容。讲解了“助力经营、营造氛围、服务员工、提升技能、彰显责任”五大途径、80项具体工作,特别介绍了通过设定“1+X”量化标尺,细化量化对支部和党员的考核标准,推动党建考核由“虚”做“实”,有效激发了党组织和党员积极性的双积分制得到了沈兴全的高度评价。随后,沈兴全一行在韩双来的陪同下详细了解了聚光科技发展历程、创新产品和应用方案,更直观地感受到了聚光科技的技术实力和创新精神。座谈会上,韩双来详细介绍了在聚光科技在智慧环境、智慧工业、智慧实验室、生命科学等核心领域的高端科学仪器自主创新情况和技术成果。沈兴全表示,聚光科技是高端科学仪器领军企业,此次来到聚光科技参观调研,感受到了聚光科技焕发出的蓬勃生机,深刻体会到科技创新对企业发展的引领带动作用。他希望能借助聚光科技这一创新平台,依托学校的学科优势和技术优势,加强高素质优秀人才的协作培养,携手推进科技成果转化,联合酝酿重大科技项目,在产品研发、技术升级、成果应用、人才培养等方面取得实实在在的成效。韩双来表示,聚光科技始终把科技创新放在企业发展的核心位置,秉持开放共赢的理念,期待与太原理工大学能有深化战略合作,促进产学研深度融合,以技术引领转型,以创新驱动未来。座谈中,双方与会人员还就进一步深化合作进行了广泛交流。
  • 远离致癌物砷——日立为您保驾护航
    砷(As)这种元素对于大多数人来说可能比较陌生,不像元素周期表中的K,Ca,Na,Mg,Al被我们熟知。但是,我们在看中国古典小说和戏剧中,经常出现一种是种毒性很强的毒药砒霜,它的主要成分就是三氧化二砷。因此,砷是一种对人体有害的微量元素,砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂。砷,是广泛分布于自然界的非金属元素。地壳中的含量约为2~5mg/kg,为构成地壳元素的20位。在土壤、水、矿物、植物中都能检测出微量的砷。世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(USEPA)将砷定为一种“已知的人类致癌物”,人体长期暴露于砷环境,可引起皮肤癌、肺癌、膀胱癌和肝癌等癌症。因此相关规定:地面水最高含砷量不得超过0.04mg/L 大气日平均最高容许浓度为0.003mg/m3。 下面就让我们使用日立原子吸收分光光度计ZA3000来测试河水中As的含量。 在这次测定中,我们会采用日立原吸技术,双注入技术:石墨炉分析时大的进样量可以有效提供灵敏度。“双注入技术”使用一种新型比色杯,它有两个样品注射孔,如下图所示,增大了样品和石墨管接触面积,因此可以更大量的注入样品,从而获得更高灵敏度,更低检出限。 那么,下面让我们来看一下实验结果吧: 结果表明:即使在注入大量样品体积时,也可以在不延长干燥时间的情况下进行分析。采用常规仪器,很难检测小于1μg/ L的As。然而,利用双注入技术,可以进行极低浓度的As检测。参考JSAC 0301-1认证,该河水的As浓度在合格范围内。 日立偏振塞曼原子吸收分光光度计ZA3000系列可在石墨炉,火焰炉以及氢化物发生器实现偏振塞曼扣除背景,开机基线立即稳定,可马上进行测试,操作简单,节省成本。关于日立偏振塞曼原子吸收分光光度计ZA3000系列详情,请见: https://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。
  • 各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法
    紫外吸收光谱UV  分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁  谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化  提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息  荧光光谱法FS  分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光  谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化  提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息  红外吸收光谱法IR  分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁  谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化  提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率  拉曼光谱法Ram  分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射  谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化  提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率  核磁共振波谱法NMR  分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁  谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化  提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息  电子顺磁共振波谱法ESR  分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁  谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化  提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息  质谱分析法MS  分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离  谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化  提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息  气相色谱法GC  分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化  提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据 峰面积与组分含量有关  反气相色谱法IGC  分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力  谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线  提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数  裂解气相色谱法PGC  分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化  提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型  凝胶色谱法GPC  分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化  提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布  热重法TG  分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化  谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线  提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区  热差分析DTA  分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化  谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线  提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息  TG-DTA图  示差扫描量热分析DSC  分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化  谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线  提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息  静态热―力分析TMA  分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化  谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线  提供的信息:热转变温度和力学状态  动态热―力分析DMA  分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化  谱图的表示方法:模量或tg&delta 随温度变化曲线  提供的信息:热转变温度模量和tg&delta   透射电子显微术TEM  分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象  谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象  提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等  扫描电子显微术SEM  分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象  谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等  提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等  原子吸收AAS  原理:通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。吸光度与待测元素的浓度成正比。  (Inductivecouplinghighfrequencyplasma)电感耦合高频等离子体ICP  原理:利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子,由于激发态的原子和离子不稳定,外层电子会从激发态向低的能级跃迁,因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后,利用检测器检测特定波长的强度,光的强度与待测元素浓度成正比。  X-raydiffraction,x射线衍射即XRD  X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。  满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsin&theta =&lambda   应用已知波长的X射线来测量&theta 角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析 另一个是应用已知d的晶体来测量&theta 角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。  高效毛细管电泳(highperformancecapillaryelectrophoresis,HPCE)  CZE的基本原理  HPLC选用的毛细管一般内径约为50&mu m(20~200&mu m),外径为375&mu m,有效长度为50cm(7~100cm)。毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中,同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极,该电压使得分析样品沿毛细管迁移,当分离样品通过检测器时,可对样品进行分析处理。HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。在毛细管电泳系统中,带电溶质在电场作用下发生定向迁移,其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。所谓电渗是指在高电压作用下,双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象 电泳是指在电解质溶液中,带电粒子在电场作用下,以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定,另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动,带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域,在电场作用下向正极移动。与此同时,缓冲液的电渗流向负极移动,其作用超过电泳,最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。  MECC的基本原理  MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相,以胶束增溶作为分配原理,溶质在水相、胶束相中的分配系数不同,在电场作用下,毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳,使胶束和水相有不同的迁移速度,同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配,在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。MECC是电泳技术与色谱法的结合,适合同时分离分析中性和带电的样品分子。  扫描隧道显微镜(STM)  扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。  原子力显微镜(AtomicForceMicroscopy,简称AFM)  原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。  俄歇电子能谱学(Augerelectronspectroscopy),简称AES  俄歇电子能谱基本原理:入射电子束和物质作用,可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量,可能以X光的形式放出,即产生特征X射线,也可能又使核外另一电子激发成为自由电子,这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射:特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素,特征X射线的发射几率较大,原子序数小的元素,俄歇电子发射几率较大,当原子序数为33时,两种发射几率大致相等。因此,俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。
  • 科研人员利用HOM原理开发量子显微镜
    格拉斯哥大学和赫瑞瓦特大学的物理学家团队利用一种被称为Hong-Ou-Mandel(HOM)的量子现象来生成图像,在传统光学显微镜失效的情况下生成精细显微图像。相关研究成果发表在《自然-光子学》上。  该技术可用于量子传感,在分光器的输出端和光电探测器之间放置一个透明的表面,为光子被检测的时间引入一个轻微的延迟,该延迟可为精密分析提供一些细节。格拉斯哥团队将其应用于显微镜,使用单光子敏感相机来测量成束和反成束的光子,分析微观图像。他们使用装置生成高分辨率的图像,这些图像被喷在显微镜载玻片上的透明亚克力上。  研究团队表示,传统显微镜中的样本需保持完全静止,微小的振动都可能导致图像模糊。然而,HOM技术只需要测量光子,对稳定性的需求较低。
  • 中科院化学所等利用透明墨水打印出全彩结构色图案
    结构色是一种由微观物理结构与自然光之间的相互作用(如散射、干涉、衍射等)所产生的颜色。与传统的化学色相比,结构色可以完全避免染料或色素的使用,是更加环保和稳定的呈色方式。然而,人工结构色的实现,需要借助先进的微纳加工技术或组装手段对纳米生色结构进行高精度调控,成本较高且工艺复杂,较大程度上阻碍了结构色的广泛应用。此外,为了促进结构色的应用拓展,需要将结构色像素点制备成有序的图像,但结构色的像素点是由众多周期与形貌存在差异的微纳结构组成,将这些呈色物理结构精确制备并集成为特征化的彩色图像,颇具挑战性。  中国科学院化学研究所绿色印刷实验室研究员宋延林、李明珠,与复旦大学教授石磊等合作,精准控制微小液滴的成型打印(即精确调控打印基材的浸润性与微小液滴的体积来控制打印墨滴的形貌)与剖析全内反射光学微结构呈色的机理,发展出一种利用透明高分子墨水打印全彩结构色图像的方法。该方法突破了关于彩色印刷的认知(呈现不同的颜色需要不同的墨水),仅利用一种透明的高分子聚合物墨水,便实现了全色系彩色像素点的精准制备。此外,研究凭借对微观像素点空间位置的精确分布,解决了结构色难以实现棕色、白色、银色等特殊色制备的难题。科研人员探索了微结构形貌与颜色、灰度的对应规律,利用高精度喷墨打印实现墨滴精准成形,在不添加任何染料色素的前提下,打印出各种形象逼真的彩色人像图案。这种方法具有普适性,可制成透明墨水的高分子材料均可应用于这种全色系结构色图案的打印,为结构色在彩色印刷、显示、防伪及高灵敏传感等领域的应用提供了全新的思路。  近日,相关研究成果发表在Science Advances(DOI:10.1126/sciadv.abh1992)上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部和中科院的支持。
  • 湖南大学王兆龙课题组《Research》:基于Pμ SL 3D打印的超拉伸抗冻导电水凝胶用于柔性传感及脑电信号的采集
    近年来,柔性电子在可穿戴设备、电子皮肤等众多应用中扮演着越来越重要的角色,以水凝胶为基质设计的柔性电子由于其良好的导电性、柔性以及生物相容性等特点受到广泛的关注,在柔性传感器、柔性能源器件及人机接口等方面表现出广阔的应用前景。面投影微立体光刻3D打印技术(PμSL)可快速制造并成型任意形状和定制设计的结构,为以水凝胶基质设计的柔性电子器件的制造提供了灵活性和简便性。结合3D打印技术,并对水凝胶进行诸如超抗冻、超拉伸、导电等性能设计,在一定程度上拓宽了水凝胶的功能和应用范围。近日,湖南大学王兆龙助理教授、段辉高教授与上海交通大学郑平院士等人合作,该团队基于摩方精密(BMF)超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140,开发了一种能够耐受-115℃极高导电能力的水凝胶体系,实现了极低温条件下的可穿戴设备运动信号检测及脑电信号高精度采集。文章以“3D Printed Ultrastretchable, Hyper-Antifreezing Conductive Hydrogelfor Sensitive Motion and Electrophysiological Signal Monitoring”为题发表在Research(Volume 2020 |Article ID 1426078)上。其中,王兆龙助理教授及硕士研究生陈雷为共同一作。基于面投影微立体光刻技术制造水凝胶结构,首先,作者通过计算机辅助设计(CAD)软件生成的3D模型按照特定层厚切片为一系列平行的二维数字图像,然后,这些切出来的2D图案被传输到DMD芯片上,DMD芯片通过2D图案的形状调节其上照射的紫外光(LED,405nm)。具有相应定义的2D图案的成形紫外光通过一个缩小透镜,该透镜将2D图像投影到具有缩小特征尺寸的水凝胶前体溶液上。图案化的紫外光照射将会使水凝胶前体溶液在相应区域发生局部聚合反应并成型附着在打印平台上。再控制降低打印平台,紫外光投影照射继续打印下一层。这个过程反复进行,直到整个水凝胶结构被制造出来(图1)。研究者引入亲水性的三元醇作为光引发剂TPO-L的良性溶剂,将不溶于水的TPO-L均匀分散在水中,提高光引发剂引发效率,结合光固化3D打印nanoArchS/P140设备的离型膜的快速离型,大大提高水凝胶的光固化速度;利用纳米羟基磷灰石与水凝胶高分子链之间形成强烈的物理作用,从而提高3D打印水凝胶的拉伸性(2500%),并进一步提高其机械强度;三元醇和高浓度离子盐的协同作用赋予了水凝胶极佳的导电性和抗冻性(-115℃左右),3D打印水凝胶在极低温情况下仍然能够完成拉伸、弯曲和扭转的动作,并具有一定的低温导电性(图2)。图1 基于面投影微立体光刻技术的水凝胶加工过程图2 水凝胶的力学、电学和抗冻性能设计优异的机械性能和良好的导电性能使其3D打印水凝胶能够作为应变传感器用于识别包括手指弯曲、发声及吞咽等人体运动信号(图3);水凝胶还可作为柔性电极检测和采集诸如人睁、闭眼时的脑/眼电信号(EEG/ EOG),当志愿者在闭上眼睛并放松时,脑电信号显示出明显的α波(8~13Hz),当志愿者睁开眼睛并积极思考时,脑电α波即刻消失并逐渐向β波(14~30Hz)方向移动。与当前最精确的传统脑电信号采集装置对比实验表明,新体系水凝胶可以准确采集大脑中的脑电信号,反映大脑活动的整体信息,显示出在人机交互,特别是低温领域的脑机接口等方面的应用潜力(图4)。图3 柔性应变传感器应用图4 水凝胶柔性电极脑机接口应用总而言之,本研究基于面投影微立体光刻技术,引入亲水性的三元醇作为光引发剂TPO-L的良性溶剂,利用纳米羟基磷灰石提高拉伸性,并结合高浓度的离子盐和三元醇作为导电介质和抗冻剂,使得所开发的水凝胶体系具有优异机械、导电和抗冻性能,并且可作为柔性应变传感器实现对人体运动和微弱信号的实时监控,同时可进一步用作脑机接口,准确采集大脑中的脑电信号,包括α、β波以反映大脑活动的整体信息。本文提出的水凝胶在电子皮肤、人机交互甚至极低温情况下的可穿戴设备中具有良好的应用前景。未来,微尺度3D打印技术的加入使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂脑机接口的快速制造成为可能。原文链接:https://spj.sciencemag.org/journals/research/2020/1426078/官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 核磁共振找水仪助旱区打井 云南首口“科技井”出水
    云南网2010年04月21日讯,随着大股清亮的水涌出地面,云南省陆良县小百户镇兴隆村干裂多月的土地首次被水浸湿。这是吉林大学利用我国自主研发的核磁共振找水仪找到并出水的我省首口“科技井”,日出水80方的水井将解决兴隆村2500多人和4000头大牲畜的饮水问题。目前,核磁共振找水仪已在全省7个县区找到含地下水的地点15个,其中有9个已确定打井位,预计不久10口“科技井”将全部出水。  在科技部“南方抗旱科技行动方案”的支持下,结合云南省急需在旱区找水打井的需求,科技部推荐了吉林大学承担的“十一五”国家科技支撑计划课题成果——核磁共振找水仪,帮助我省旱区找水。作为目前世界上唯一的直接找水的地球物理新方法,核磁共振技术可精确测出含水层和出水量。省科技厅划拨科技专项经费100万元,计划在全省旱区打井10口。受省科技厅委托,吉林大学项目组的7位专家带着仪器辗转我省各地,耗时20多天,在陆良、宣威、会泽、禄丰、楚雄、文山、富宁、五华区、寻甸等县市区测点41个,找到含地下水点位15个。
  • “农药废水低排放技术开发”重点项目课题申请指南
    国家高技术研究发展计划(863计划)新材料技术领域“农药废水低排放技术开发”重点项目课题申请指南一、指南说明农药废水是非常典型的难降解有机废水,处理难度大,对生态环境的危害严重,已成为环保治理的重点和难点。研究开发农药废水低排放技术对于农药工业可持续发展具有十分重要的意义。本项目拟通过农药骨干品种清洁生产技术开发和废水预处理技术、深度处理技术以及综合治理集成技术开发,为农药行业实现清洁生产、减少废水排放提供技术支撑,提升农药行业废水处理技术水平,满足农药行业节能减排的迫切需求,为农药行业实现可持续发展奠定基础。本项目拟支持草甘膦、百草枯、菊酯类农药、阿维菌素、吡虫啉、氯代吡啶类除草剂、毒死蜱等骨干农药品种清洁生产与废水低排放技术开发。项目国拨经费控制数5000万元,执行期为2008年12月到2010年12月。二、指南内容课题一、草甘膦废水低排放及母液回收利用技术开发研究目标:针对草甘膦原药生产中存在的废水排放量大的问题,开发草甘膦及其重要中间体亚氨基二乙腈和双甘膦的清洁生产工艺及废水低排放成套技术,并在20000吨/年以上草甘膦原药生产装置上进行集成应用。主要研究内容:通过反应器、催化剂等的创新提高亚氨基二乙腈的反应收率,研究开发亚氨基二乙腈母液回收利用及废水处理技术;优化双甘膦合成工艺,脱除双甘膦废水中的盐和甲醛,实现双甘膦废水循环利用;开发草甘膦母液的无害化、减量化技术;集成草甘膦废水综合处理技术并应用于20000吨/年以上规模的原药生产装置。主要考核指标:(1) 草甘膦吨产品废水产生量减少50%,降低到11吨以下。(2) 草甘膦吨产品末端废水排放量减少80%,不高于18吨(COD≤100mg/l)。(3) 草甘膦吨产品COD排放量不高于1.8公斤。(4) 草甘膦吨产品废水处理成本降低40%,不高于500元。说明:本课题国拨经费控制数1150万元,配套经费与国拨经费的比例应不低于1:1。本课题牵头申请单位必须是国内草甘膦原药生产企业,鼓励产学研合作。课题二、百草枯废水资源化成套技术开发研究目标:开发百草枯清洁生产工艺和废水资源化成套技术,应用在2000吨/年以上原药生产装置上。主要研究内容:通过催化剂及工艺条件的优化提高百草枯反应总收率,分离回收废水中残量百草枯、氰根离子和氨,实现中水回用和残液高效焚烧处理。主要考核指标:(1) 百草枯吨产品工艺废水产生量减少50%,不大于3吨。(2) 废水中氰根离子去除率≥95%。(3) 焚烧炉排放尾气符合国家GB18484-2001《危险废弃物焚烧污染物控制标准》一级排放标准,处理每吨废水耗燃料油100kg以下,焚烧炉使用寿命不低于10年。(4) 百草枯吨产品废水处理成本降低50%,不高于1500元。说明:本课题国拨经费控制数1000万元,配套经费与国拨经费的比例应不低于1:1。本课题牵头申请单位必须是国内百草枯原药生产企业,鼓励产学研合作。课题三、菊酯类农药废水综合治理技术开发研究目标:开发菊酯类农药的清洁生产工艺和废水综合治理技术,并在3000吨/年以上菊酯类农药生产装置上获得应用。主要研究内容:优化菊酯类农药反应工艺,回收废水中的有效成分,有效集成活性污泥生物系统及其它废水深度处理技术,应用于3000吨/年以上菊酯类农药生产装置上。主要考核指标:(1) 菊酯类农药吨产品废水产生量减少50%,不高于20吨。(2) 菊酯类农药吨产品末端废水排放量减少95%,不高于20吨。(3) 菊酯类农药吨产品COD排放量减少95%,不高于2公斤。(4) 菊酯类农药吨产品废水处理成本降低20%,不高于2600元。(5) 回收中间体异戊烯醇生产废水中的醋酸钠,回收率大于90%。(6) 环化工艺产生的废水中N,N-二甲基乙酰胺(DMA)回收率大于80%,环化废水处理后DMA含量小于0.5%。说明:本课题国拨经费控制数800万元,配套经费与国拨经费的比例应不低于1:1。课题牵头申请单位必须是国内菊酯类农药原药生产企业,鼓励产学研合作。课题四、阿维菌素新工艺及废水低排放技术开发研究目标:针对阿维菌素生产废水排放量大的问题,提高阿维菌素发酵效价,开发阿维菌素废水的催化氧化预处理技术、废水深度处理及回用技术,在80吨/年以上原药生产装置上进行集成应用。主要研究内容:开发阿维菌素菌种基因改造、诱变育种以及多尺度发酵等创新技术,提高提取收率,开发废水双膜处理及回用技术,开发废渣成肥应用技术。主要考核指标:(1) 阿维菌素吨产品废水产生量减少50%,不高于400吨。(2) 阿维菌素吨产品末端废水排放量减少50%,不高于360吨。(3) 阿维菌素吨产品COD排放量减少80%,不高于30公斤。(4) 阿维菌素吨产品废水处理成本降低45%,不高于5300元。(5) 阿维菌素的平均效价达7000μg/ml。(6) 发酵废渣灭活后制备的有机肥料达到国家相关标准。说明:本课题国拨经费控制数500万元,配套经费与国拨经费的比例不低于1:1。课题牵头申请单位必须是国内阿维菌素原药生产企业,鼓励产学研合作。课题五、吡虫啉创新工艺研究与废水治理技术开发研究目标:针对吡虫啉原药生产废水排放量大的问题,开发吡虫啉创新生产工艺和废水综合处理技术,在5000吨/年以上原药生产装置上进行集成应用。主要研究内容:优化催化剂和反应工艺条件,提高反应总收率,综合回收利用废水中的二甲基甲酰胺(DMF),集成废水催化氧化预处理技术和双膜生物反应器等深度处理技术,应用于5000吨/年以上原药生产装置。主要考核指标: (1) 吡虫啉吨产品废水产生量减少65%,不高于10吨。 (2) 吡虫啉吨产品末端废水排放量减少85%,不高于100吨。 (3) 吡虫啉吨产品COD排放量减少85%,不高于10公斤。 (4) 吡虫啉吨产品废水处理成本降低55%,不高于1200元。 (5) DMF综合回收利用率80%以上。说明:本课题国拨经费控制数600万元,配套经费与国拨经费的比例应不低于1:1。课题牵头申请单位必须是国内吡虫啉原药生产企业,鼓励产学研合作。课题六、氯代吡啶类除草剂废水综合治理与低排放技术研究目标:开发氯代吡啶类除草剂的创新生产工艺和废水综合处理技术,在2000吨/年以上原药生产装置上集成应用。主要研究内容:开发专用催化剂,改变反应溶剂,提高反应总收率;研究开发废水物理—化学相结合的综合处理技术,开发高氨氮废水中氨的回收利用技术。主要考核指标:(1) 氯代吡啶类除草剂吨产品废水产生量减少60%,不高于12吨。(2) 氯代吡啶类除草剂吨产品末端废水排放量减少70%,不高于30吨。(3) 氯代吡啶类除草剂吨产品COD排放量减少80%,不高于3公斤。(4) 氯代吡啶类除草剂吨产品废水处理成本降低50%,不高于3000元。说明:本课题国拨经费控制数500万元,配套经费与国拨经费的比例应不低于1:1。要求企业和研究单位联合申请,课题牵头申请单位必须是国内氯代吡啶类除草剂生产企业。课题七、毒死蜱清洁生产与废水低排放技术开发研究目标:开发毒死蜱的清洁生产工艺及废水综合处理技术,集成应用于5000吨/年以上原药生产装置。主要研究内容:研究提高原子利用率的新合成方法和高效催化剂,提高毒死蜱及其中间体乙基氯化物、三氯吡啶酚钠的反应收率,开发副产物单质硫的回收利用技术、废水综合治理技术和废水回用技术。主要考核指标:(1) 毒死蜱吨产品废水产生量减少50%,不高于30吨。(2) 毒死蜱吨产品末端废水排放量减少50%,不高于30吨。(3) 毒死蜱吨产品COD排放量减少80%,不高于3公斤。(4) 毒死蜱吨产品废水处理成本降低60%,不高于900元。(5) 回收的单质硫含量大于95%。说明:本课题国拨经费控制数450万元,配套经费与国拨经费的比例应不低于1:1。要求企业和研究单位联合申请,课题牵头申请单位必须是国内毒死蜱原药生产企业。三、注意事项1、本项目申请者应根据申请指南的规定和要求,按研究课题进行申请。2、课题申请者应根据申请指南提出的研究课题、主要研究内容和研究目标、主要考核指标等要求,编写《国家高技术研究发展计划(863计划)项目课题申请书》。3、课题必须由法人(单位)提出申请,申请单位与协作单位不得超过5家,并确定申请课题的依托单位和课题负责人。4、课题依托单位应符合的基本条件:在中华人民共和国境内登记注册一年以上、过去两年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录的企事业法人单位,包括:大学、科研机构等事业法人;中方控股的企业法人。5、课题负责人应符合的基本条件:(1)具有中华人民共和国国籍;(2)年龄在55岁(含)以下(按指南发布之日计算);(3)具有高级职称或已获得博士学位;(4)每年(含跨年度连续)离职或出国的时间不超过6个月;(5)过去三年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录。6、课题负责人及主要参加人员不得违反以下限项申请的规定:为保证科研人员能够高质量地开展研究工作,国家科技计划实行限制申请及承担课题数量规定。每人同期只能主持1项国家主要科技计划(包括863计划、973计划、支撑计划)课题,作为主要参加人员同期参与承担的国家主要科技计划课题数(含负责主持的课题数)不得超过2项。申请者应按照上述要求进行申请,且在同一批发布的申请指南中只能申请1项863计划课题或项目。7、申请者提出的申请经费不得高于申请指南规定的经费控制额,并应按照申请指南的要求提供相应的配套经费,否则不予受理。8、申请者要遵守科学道德,以严谨的科学作风和实事求是的科学精神填写项目申请书,保证项目申请书的真实性,避免出现夸大和不准确的内容。同时,不得将研究内容相同或者近似的项目进行重复申请。863计划对申请者在申报过程中进行信用记录,对于故意在课题申请中提供虚假资料、信息的,一经查实,记入信用档案,并对单位在两年内取消其申报863计划资格、对个人在三年内取消其申报863计划资格。9、申请程序和要求:课题申请采取网上集中申报。申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行,网址为program.most.gov.cn。有关申请的程序、要求和其他注意事项详见《“十一五”国家高技术研究发展计划(863计划)申请指南》。10、课题申请受理的截止日期为2008年12月12日17时。11、咨询联系人及联系方式联系人: 卞曙光 010-88372105 蒋志君 010-68338919电子邮件: jeanbsg@htrdc.com 863计划新材料技术领域办公室    二〇〇八年十月二十三日
  • 经典库尔特原理及其发展——颗粒表征电阻法(下)
    前文回顾:发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法(上)一、经典库尔特原理在经典电阻法测量中,壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中,该小孔使得管内外的液体相通,并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。通常是在一片红宝石圆片上打上直径精确控制的小孔,然后将此圆片通过粘结或烧结贴在小孔管壁上有孔的位置。由于悬浮液中的电解质,在两电极加了一定电压后(或通了一定电流后), 小孔内会有一定的电流流过(或两端有一定的电压),并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时,颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。图1 颗粒通过小孔时由于电阻变化而产生脉冲在测量血球细胞等生物颗粒时所用的电解质为生理盐水(0.9%氯化钠溶液),这也是人体内液体的渗透压浓度,红细胞可以在这个渗透压浓度中正常生存,浓度过低会发生红细胞的破裂,浓度过高会发生细胞的皱缩改变。在测量工业颗粒时,通常也用同样的电解质溶液,对粒度在小孔管测量下限附近的颗粒,用 4%的氯化钠溶液以增加测量灵敏度。当颗粒必须悬浮在有机溶剂内时,也可以加入适用于该有机溶液的电解质后,再用此有机 溶液内进行测量。通过测量电脉冲的数量及其振幅,可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。测量过程中检测到的脉冲数是测量到的颗粒数,脉冲的振幅与颗粒的体积成正比,从而可以获得颗粒粒度及其分布。由于每秒钟可测量多达 1 万个颗粒,整个测量通常在数分钟内可以完成。在使用已知粒度的标准物质进行校准后,颗粒体积测量的准确度通常在 1-2%以内。通过小孔的液体体积可以通过精确的计量装置来测量,这样就能从测量体积内的颗粒计数得到很准确的颗粒数量浓度。 为了能单独测量每个颗粒,悬浮液浓度必须能保证当含颗粒液体通过小孔时,颗粒是一个一个通过小孔,否则就会将两个颗粒计为一个,体积测量也会发生错误。由于浓度太高出现的重合效应会带来两种后果:1)两个颗粒被计为一个大颗粒;2)两个本来处于单个颗粒探测阈值之下而测不到的颗粒被计为一个大颗粒。颗粒通过小孔时可有不同的途径,可以径直地通过小孔,但也可能通过非轴向的途径通过。非轴向通过时不但速度会较慢,所受的电流密度也较大,结果会产生表观较大体积的后果,也有可能将一个颗粒计成两个[1]。现代商业仪器通过脉冲图形分析可以矫正由于非轴向流动对颗粒粒度测量或计数的影响。图2 颗粒的轴向流动与非轴向流动以及产生的脉冲经典库尔特原理的粒度测量下限由区分通过小孔的颗粒产生的信号与各种背景噪声的能力所决定。测量上限由在样品烧杯中均匀悬浮颗粒的能力决定。每个小孔可用于测量直径等于 2%至 80%小孔直径范围内的颗粒,即 40:1 的动态范围。实用中的小孔直径通常为 15 µm 至 2000 µm,所测颗粒粒度的范围为 0.3 µm 至 1600 µm。如果要测量的样品粒度分布范围比任何单个小孔所能测量的范围更宽,则可以使用两个或两个以上不同小孔直径的小孔管,将样品根据小孔的直径用湿法筛分或其他分离方法分级,以免大颗粒堵住小孔,然后将用不同小孔管分别测试得到的分布重叠起来,以提供完整的颗粒分布。譬如一个粒径分布为从 0.6 µm 至 240 µm 的样品,便可以用 30 µm、140 µm、400 µm 三根小孔管来进行测量。 库尔特原理的优点在于颗粒的体积与计数是每个颗粒单独测量的,所以有极高的分辨率,可以测量极稀或极少个数颗粒的样品。由于体积是直接测量而不是如激光衍射等技术的结果是通过某个模型计算出来的,所以不受模型与实际颗粒差别的影响,结果一般也不会因颗粒形状而产生偏差。该方法的最大局限是只能测量能悬浮在水相或非水相电解质溶液中的颗粒。使用当代微电子技术,测量中的每个脉冲过程都可以打上时间标记后详细记录下来用于回放或进行详细的脉冲图形分析。如果在测量过程中,颗粒有变化(如凝聚或溶解过程,细胞的生长或死亡过程等),则可以根据不同时间的脉冲对颗粒粒度进行动态跟踪。 对于球状或长短比很接近的非球状颗粒,脉冲类似于正弦波,波峰的两侧是对称的。对很长的棒状颗粒,如果是径直地通过小孔,则有可能当大部分进入感应区后,此颗粒还有部分在感应区外,这样产生的脉冲就是平台型的,从平台的宽度可以估计出棒的长度。对所有颗粒的脉冲图形进行分析,可以分辨出样品中的不同形状的颗粒。 大部分生物与工业颗粒是非导电与非多孔性的。对于含贯通孔或盲孔的颗粒,由于孔隙中填满了电解质溶液,在颗粒通过小孔时,这些体积并没有被非导电的颗粒物质所替代而对电脉冲有所贡献,所以电感应区法测量这些颗粒时,所测到的是颗粒的固体体积,其等效球直径将小于颗粒的包络等效球直径。对于孔隙率极高的如海绵状颗粒,测出的等效球直径可以比如用激光粒度仪测出的包络等效球小好几倍。 只要所加电场的电压不是太高,通常为 10 V 至 15 V,导电颗粒譬如金属颗粒也可以用电阻法进行测量,还可以添加 0.5%的溴棕三甲铵溶液阻止表面层的形成。当在一定电流获得结果后,可以使用一半的电流和两倍的增益重复进行分析,应该得到同样的结果。否则应使用更小的电流重复该过程,直到进一步降低电流时结果不变。 在各种制造过程中,例如在制造和使用化学机械抛光浆料、食品乳液、药品、油漆和印刷碳粉时,往往在产品的大量小颗粒中混有少量的聚合物或杂质大颗粒,这些大颗粒会严重影响产品质量,需要进行对其进行粒度与数量的表征。使用库尔特原理时,如果选择检测阈值远超过小颗粒粒度的小孔管(小孔直径比小颗粒大 50 倍以上),则可以含大量小颗粒的悬浮液作为基础液体,选择适当的仪器设置与直径在大颗粒平均直径的 1.2 倍至 50 倍左右的小孔,来检测那些平均直径比小颗粒至少大 5 倍的大颗粒 [2]。 二、库尔特原理的新发展 可调电阻脉冲感应法可调电阻脉冲感应法(TRPS)是在 21 世纪初发明的,用库尔特原理测量纳米颗粒的粒度与计数。在这一方法中,一个封闭的容器中间有一片弹性热塑性聚氨酯膜,膜上面有个小孔,小孔的大小(从 300 nm 至 15 m)可根据撑着膜的装置的拉伸而变来达到测量不同粒度的样品。与经典的电阻法仪器一样,在小孔两边各有一个电极,测量由于颗粒通过小孔而产生的电流(电压) 变化。它的主要应用是测量生物纳米颗粒如病毒,这类仪器不用真空抽取液体,而是用压力将携带颗粒的液体压过小孔。压力与电压都可调节以适用于不同的样 品。由于弹性膜的特性,此小孔很难做到均匀的圆形,大小也很难控制,每次测得的在一定压力、一定小孔直径下电脉冲高度与粒度的关系,需要通过测量标准颗粒来进行标定而确定。图3 可调电阻脉冲感应法示意图当小孔上有足够的压力差时,对流是主要的液体传输机制。 由于流体流速与施加的压力下降成正比,颗粒浓度可以从脉冲频率与施加压力之间线性关系的斜率求出。但是需要用已知浓度的标准颗粒在不同压力下进行标定以得到比例系数[3]。 这个技术在给定小孔直径的检测范围下限为能导致相对电流变化 0.05%的颗粒直径。检测范围的上限为小孔孔径的一半,这样能保持较低程度的小孔阻塞。典型的圆锥形小孔的动态范围 为 5:1 至 15:1,可测量的粒径范围通常从 40 nm 至 10 µm。 此技术也可在测量颗粒度的同时测量颗粒的 zeta 电位,但是测量的准确度与精确度都还有待提高,如何排除布朗运动对电泳迁移率测量的影响也是一个难题[4]。微型化的库尔特计数仪随着库尔特原理在生物领域与纳米材料领域不断扩展的应用,出现了好几类小型化(手提式)、微型化的库尔特计数仪。这些装置主要用于生物颗粒的检测与计数,粒度不是这些应用主要关心的参数,小孔的直径都在数百微米以内。与上述使用宏观压力的方法不同的是很多这些设计使用的是微流控技术,整个装置的核心部分就是一个微芯片,携带颗粒的液体在微通道中流动,小孔是微通道中的关卡。除了需要考虑液体微流对测量带来的影响,以及可以小至 10 nm 的微纳米级电极的生产及埋入,其余的测量原理和计算与经典的库尔特计数器并无两致。这些微芯片可以使用平版印刷、玻璃蚀刻、 防蚀层清除、面板覆盖等步骤用玻璃片制作[5], 也可以使用三维打印的方式制作[6]。一些这类微流控电阻法装置已商业化。图4 微流计数仪示意图利用库尔特原理高精度快速的进行 DNA 测序近年来库尔特原理还被用于进行高精度、快速、检测误差极小的 DNA 或肽链测序。这个技术利用不同类型的纳米孔,如石墨烯形成的纳米孔或生物蛋白质分子的纳米孔,例如耻垢分枝杆菌孔蛋白 A(MspA)。当线性化的 DNA-肽复合物缓慢通过纳米孔时,由于不同碱基对所加电场中电流电压的响应不同,通过精确地测量电流的变化就可对肽链测序。由于此过程不影响肽链的完整性,如果将实验设计成由于电极极性的变化而肽链可以来 回反复地通过同一小孔,就可以反复地读取肽链中的碱基,在单氨基酸变异鉴定中的检测误差率可小于 10-6[7,8]。图5 纳米孔 DNA 测序库尔特原理的标准化 早在 2000 年,国际标准化组织就已成文了电感应区法测量颗粒分布的国际标准(ISO 13319),并得到了广泛引用。在 2007 年与 2021 年国际标准化组织又前后两次对此标准进行了修订。中国国家标委会也在 2013 年对此标准进行了采标,成为中国国家标准(GB/T 29025-2012)。参考文献【1】Berge, L.I., Jossang, T., Feder, J., Off-axis Response for Particles Passing through Long Apertures in Coulter-type Counters, Meas Sci Technol, 1990, 1(6), 471-474. 【2】Xu, R., Yang, Y., Method of Characterizing Particles, US Patent 8,395,398, 2013. 【3】Pei, Y., Vogel, R., Minelli, C., Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), In Characterization of Nanoparticles, Measurement Processes for Nanoparticles, Eds. Hodoroaba, V., Unger, W.E.S., Shard, A.G., Elsevier, Amsterdam, 2020, Chpt.3.1.4, pp117-136.【4】Blundell, E.L.C.J, Vogel, R., Platt, M., Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing, Langmuir, 2016, 32(4), 1082–1090. 【5】Zhang, W., Hu, Y., Choi, G., Liang, S., Liu, M., Guan, W., Microfluidic Multiple Cross-Correlated Coulter Counter for Improved Particle Size Analysis, Sensor Actuat B: Chem, 2019, 296, 126615. 【6】Pollard, M., Hunsicker, E., Platt, M., A Tunable Three-Dimensional Printed Microfluidic Resistive Pulse Sensor for the Characterization of Algae and Microplastics, ACS Sens, 2020, 5(8), 2578–2586. 【7】Derrington, I.M., Butler, T.Z., Collins, M.D., Manrao, E., Pavlenok, M., Niederweis, M., Gundlach, J.H., Nanopore DNA sequencing with MspA, P Natl Acad Sci, 107(37), 16060-16065, 2010. 【8】Brinkerhoff, H., Kang, A.S.W., Liu, J., Aksimentiev, A., Dekker, C., Multiple Rereads of Single Proteins at Single– Amino Acid Resolution Using Nanopores, Science, 374(6574), 1509-1513, 2021. 作者简介许人良,国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学,受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下,获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位,包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监,英国马尔文仪器公司亚太区技术总监,美国麦克仪器公司中国区总经理,资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人,执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事,颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪,除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外,著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization: Light Scattering Methods》,以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术
  • 炼油厂水质监测:实时数据如何影响水质、合规性和水的重复利用
    介绍炼油厂必须密切控制其用水并监测水质,确保平稳高效运行。炼油厂平均消耗大约1.5桶水来对1桶原油进行冲洗(1)。因此,从进水到排水对水进行数量和质量管理对于工艺控制、效率和合规性至关重要。装置需要实时数据来做出快速决策,以保护设备,优化工艺并满足法规要求。这些决策和工艺改进可以节省大量成本和时间,并推动水重复利用和循环策略。炼油厂用水在炼油厂或石化联合企业中,用水类型多种多样,从高盐水到污水再到纯蒸汽冷凝液。对于这些不同类型的水,可靠监测和跟踪水质有不同的要求并面临着不同的挑战。例如,现场的许多工艺都需要冷却或加热用水。这包括冷却塔用水、密闭式循环冷却水、一次性冷却水以及用于发生蒸汽的锅炉给水(1)。蒸汽系统需要非常洁净的锅炉给水,以最大程度地减少污垢和结垢。如果装置能够快速确定水的纯度是否会受到影响,则可以避免设备损坏和计划外停车。需要设置在这些应用中能够可靠地监测水质并提供响应数据的分析仪器,以支持快速决策。以下是炼油厂用水的常见示例以及监测主要目标和要求:源水通常来自地表水或地下水。这些水进行处理后可用于不同工艺目的,例如冷却和加热。通常采用化学混凝和过滤或有时采用活性炭或离子交换对源水进行精处理。在这些系统中,跟踪有机物脱除率对于管理处理工艺以及进行适当调整(如当监控数据要求时进行反冲洗或再生)非常重要。对于锅炉给水,必须采用超纯水,以避免任何设备损坏或计划外停车。反渗透是锅炉给水常见的最终处理工艺,因为它可以将污染物脱除到低含量水平。因此,分析仪器出色的响应和灵敏度成为有助于控制成本的关键。炼油厂工艺水可能非常具有挑战性,如脱盐水或酸性水。处理这些基质涉及盐、固体和其它无机污染物,以对处理和分离工艺进行优化并确保产品质量。分离工艺可包括溶气气浮、蒸馏、化学处理和物理过滤。炼油厂的废水需要复杂的处理才能满足严格的排放标准。跟踪废水进水变化并对挑战性基质进行处理是对处理进行优化的关键。对生物处理进行监测是实现污染物脱除和维持处理系统健康的重要步骤。膜生物反应器能够尽量地减少占地面积并最大程度地提高处理效率。在这里,养分和负荷平衡是保证质量的关键。通过TOC对水进行监测通过监测总有机碳(TOC),可以对整个炼油厂用水中有机物进行跟踪。可以在实验室检测在整个设施的不同取样点所获得样品中的TOC,也可以实施TOC在线监测。所有TOC分析仪将有机化合物氧化成CO2,然后检测产生的CO2的量。基于最终用途,有多种类型的氧化和检测方法可以采用。监控TOC的一个主要优势在于能够通过连续监测做出实时决策。与需要数小时乃至数日才能获得结果的化学需氧量(COD)或生化需氧量(BOD)等需氧量法相反,TOC分析仪可在数分钟内提供所需的信息。TOC直接检测有机污染物负荷量、变化和脱除率,这是故障排除的关键,并有助于做出可行的决策。通过TOC,炼油厂能够:与其它方法相比,更快地捕获所有关键污染物数据;直接监测有机化合物的负荷量和脱除率;跟踪由于泄漏或其它工艺紊乱而导致的变化;确保对整个装置实施质量控制,提供准确结果。图1:石油炼化工艺中的有机物监测原水水质从一开始,原水水质就在处理或使用原水的每一下游工艺中起着重要作用。通过监测有机物来跟踪质量变化,可以提供有关如何对水进行处理的关键信息。原水可来自海洋、河流或湖泊、地下水含水层,或与冷凝水回水合并。回水质量可能会因生产而发生变化,自然水源也可能会随着季节和暴风雨的变化而变化。锅炉给水和设备保护有时将原水与冷凝水回水合并用作锅炉补给水。锅炉补给水必须非常纯净,以保护锅炉和汽轮机等设备,同时还可以高效地提供蒸汽。为避免在锅炉高温和高压条件下有机物降解为酸或其它离子,高度灵敏的检测至关重要。许多炼油厂将TOC维持在1 ppm以下,甚至低于100 ppb,以保护设备。需要进行监测的关键特性包括在极低检测限值时的稳定性、确定真实污染事件的响应性和准确性以及即使在pH值或样品电导率发生变化的情况下也能捕获所有有机物信息的优异技术。在这类情况下,将有机物因素与离子因素分开是准确检测的关键,也是避免因样品中其它离子或通过氧化产生的离子引起的假阳性或阴性的关键。有机物采用膜电导率检测侧重于监测真实TOC,而不会存在任何干扰。即使在很短的时间内,低下的热性能也可能致使装置花费数百万美元。在德克萨斯州,一家炼油厂因蒸汽冷凝液被污染,从而导致设备结垢和计划外停车。最初采用的监控技术是将热的冷凝水从现场带到实验室进行评估,但这既不能捕获到污染事件,也无法通知操作人员进行调整。通过实施实时热冷凝水监测,炼油厂就能够对直接取样进行评估并更好地保护资本设备。这还会延长装置的生产运行时间。使用在线TOC监测热的冷凝液,可以准确、可靠地捕获碳氢化合物的泄漏事件。数据显示正常浓度约为2 mg/L。如果发生小污染事件,浓度约为20-40 mg/L,对于大污染事件,将使浓度升至400 mg/L。工艺水在炼油厂,同样使用水并从许多加工步骤中将水分离出来。必须对原油冲洗脱盐装置用水进行有效管理,以免损坏下游设备。必须脱除固体和盐分,油水分离对于优化生产至关重要。蒸汽汽提和分馏的酸性水是现场另一种具有挑战性的水。通常,汽提水及酸性水通常含有大量H2S和NH3,但其它污染物会导致结垢、腐蚀或起泡。现场使用的其它工艺用水包括脱氢、洗涤和催化再生应用(2)。为了避免设备损坏或装置停车,必须首先跟踪、分离和脱除污染物。TOC快速简单,用于检测工艺水中的碳氢化合物及其分解产物。对这种具有挑战性的工艺水进行监测需要采用具有优异技术的手段,从而应对各种有机物、高盐、样品不断变化的pH值和电导率,同时能够进行冲洗或稀释,以延长维护周期。能够适合于高盐应用而又无需频繁更换硬件部件并不以其它方式来牺牲性能(准确性和精确性)的有机物监测技术很少见。不过,超临界水氧化等方法是专为高盐应用而设计的。通过采用该技术,盐不会干扰或影响氧化。当用于工艺监测时,TOC有助于建立基线,及时发现泄漏,从而操作人员可立即采取纠正措施。废水 — 进水、工艺控制和排放当从设施各工艺将水收集后,必须在排放前对其进行处理。典型的处理包括一级沉降、活性污泥和二级生物处理。对废水进水特性进行监测有助于控制工艺,以确保生物处理部分充分分解污染物,然后再进行进一步处理。不断发展的趋势是采用效率更高的处理技术,如膜生物反应器结合了物理和生物处理。此外,厌氧生物处理需要稳定的水质,以最大程度地提高性能并优化热量产生以满足设施其它加热需求。下游处理还可能涉及反渗透和结晶,以便处理过量的盐分。越来越多的污水处理设施不再仅仅监测排放水质,还开始监测污水处理过程的上游,以检查整个污水处理厂进水发生了什么变化,峰值或高负荷量来自何处以及这些可能对下游处理造成何种影响。如果负荷量增大,在水污染物浓度较低的时段,通常可利用缓冲池或均衡池通过计量将水缓慢回流到工艺流程中。尽管许多工业排放许可证都是基于COD作为污染的衡量标准而编写,但COD很难用于工艺决策,同时很难对工艺废水变化做出快速响应。COD通常需要2-3个小时才能获得结果,并使用危险化学品。由于COD检测的是样品对氧气的化学吸收,因此许多不同的物种都会对COD产生影响,包括有机和无机化合物,并且其中几种会造成干扰,如亚硝酸盐、亚铁和氯化物。有机物对COD的影响不均等,有些耐化学氧化,如苯。相反,TOC能够在数分钟内获得结果,从而做出实时决策,同时能够直接检测废水处理设施中的有机物负荷量、分离效果和脱除率。炼油厂废水普遍含有大量悬浮固体,含盐,pH值不断发生变化并存在各种有机污染物,因此需要一种强大的氧化技术来捕获污染物的负荷量和变化,但同时还能够应对样品的复杂性。这种高效捕获所有有机物的技术就是高温、非催化燃烧,其能够实现完全氧化,而不用担心催化剂降解或效率会随着时间推移而降低。通过提供总氮(TN)或挥发性有机碳(VOC)检测器(对于某些废水而言,TN和VOC是两个重要的监测参数),可以进一步增强废水的处理效果。在这些情况下,不仅需要找到合适的分析工具,而且还要找到合适的支持合作伙伴,从而使设施专注于其运行,而设备制造商可以提供充分的分析支持。水重复利用和水循环通过在现场对水进行循环利用,炼油厂可以大大减少总水足迹,并实现更具可持续性的水平衡。其它优势包括节省能源处理成本,减少需要处理的废水量以及遵守相关法规或准则。水质是现场水循环利用或将废水排放到污水处理设置的决定性因素,因此炼油厂需要快速获得这些信息。以往,由于监测技术不够快和/或无法提供可信赖的数据,污染事件难以实时监测。现在,TOC分析能够提供快速、定量数据来检测可能影响设备、工艺和/或产品的有机物负荷量偏差。结论炼油厂水足迹很大,主要用于冷却和加热。其它主要工艺步骤也会加大用水量。水质监测有助于推动水循环利用、废水处理和工艺决策,以管理和最大程度地减少水足迹,同时还符合法规要求。大多数进入水系统的污染物来自天然有机物,主要产品为有机物,主要排放许可证所关注的也是有机物含量,TOC检测为实时决策和改进工艺控制提供了一种有效的方法。很显然,从河流取水到向河流排水,在整个炼油厂对有机物进行直接监测对于运营效率、成本管理和工厂可持续性发展至关重要。参考文献Blieszner, John Henderson, Rob Weaver, Laura E. “Potential Vulnerability of US Petroleum Refineries to Increasing Water Temperature and/or Reduced Water Availability, Executive Summary of Final Report.” January 2016. Jacobs Consultancy Inc. for the US Department of Energy. https://www.energy.gov/sites/prod/files/2016/03/f30/US%20DOE%20Refinery%20Water%20Study.pdf“Managing Water Usage in Petroleum Refineries.” 25 July 2022. Sensorex. https://sensorex.com/managing-water-usage-petroleum-refineries/#:~:text=These%20processes%20are%20known%20to,for%20every%20 gallon%20of%20 gasoline◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 万字讲懂离子色谱仪原理、结构、分类、应用、常见品牌等 | 仪器博物馆
    离子色谱仪是高效液相色谱的一种,作为测定阴离子、阳离子及部分极性有机物种类和含量的一种液相色谱方法,已被广泛应用在环境监测、食品分析、自然水工业、农业、地质等多个领域。今天小谱就其发展史、检测原理、结构等和大家进行探讨,一文把离子色谱仪讲通透。(如果读完文章您觉得还有哪些想听的知识点没有讲到,亦或是觉得文章中有哪些观点您不太认同,欢迎您积极留言。)01离子色谱的“前世今生”1975年,Dow Chemical(陶氏化学)的H.Small等人发表的第一篇离子色谱方面的论文在美国分析化学上;在分离用的离子交换柱后端加入不同极性的离子交换树脂填料,该树脂填料呈氢型或氢氧根型。如阴离子交换柱后端加入氢型的阳离子,交换树脂填料阳离子交换柱后端加入氢氧根型的阴离子,交换树脂填料当由分离柱流出的携带待测离子的洗脱液在检测前发生两个简单而重要的化学反应,一个是将淋洗液转变成低电导组分以降低来自淋洗液的背景电导,另一个是将样品离子转变成其相应的酸或碱以增加其电导。这种在分离柱和检测器之间降低背景电导值而提高检测灵敏度的装置后来组成独立组件称为抑制柱(或抑制器),通过这种方式使电导检测的应用范围扩大了;在H-Small等人提议下称这种液相色谱为离子色谱。离子色谱一经诞生就立即商品化;1975年,第一家离子色谱公司诞生——戴安公司(Dow Ion Exchange),由H-Small和T-S.Stevens研发;1979年,美国阿华州大学的J.S.Fritz等人建立了单柱型离子色谱,许多其它公司生产了离子色谱;1983年,中国核工业第五研究所刘开禄研究员刘开禄带领团队在青岛崂山电子实验仪器所研制成我国第一台离子色谱仪的原理样机ZIC-1,并实现产业化。性能基本与国外同类仪器(美国Dionex-14型)相接近,填补了国内空白;第六届“科学仪器行业研发特别贡献奖”获奖者 刘开禄ZIC-1型离子色谱仪第一台离子色谱仪成功商品化后,高效阳离子分离柱、五电极式电导检测器、阴离子分离柱、连续自再生式高效离子交换装置等一系列创造性的研究工作不断取得成功,极大的推动了中国离子色谱仪的发展。1985年6月,赵云麒、刘开禄研制ZIC-2型离子色谱仪,包含双模式理论和适用于阳离子分析的“五级电导检测”电路。1987年12月22日 ,ZIC-2型离子色谱仪通过了专家鉴定并投产,核心技术目前仍应用在中国的核潜艇水质监测。1995年,ZIC-3型离子色谱仪由张烈生、荆建增设计完成并获得国家科技成果完成者证书。左:ZIC-2型离子色谱仪、中:ZIC-2A型离子色谱仪、右:ZIC-3型离子色谱仪目前,随着技术的发展,电化学等技术在离子色谱仪中得到了更广泛的应用,比如新型抑制器技术、淋洗液发生器以及新型的电化学检测器-电荷检测器等均已商品化。而目前离子色谱技术发展也主要集中在色谱固定相、脉冲安培检测器以及抑制器等方面。不过,我国离子色谱的研发虽然取得了一定的成绩,但仍需更进一步的发展。02离子色谱的原理和结构离子色谱的原理基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。适用于亲水性阴、阳离子的分离。工作过程: 输液泵将流动相以稳定的流速( 或压力) 输送至分析体系, 在色谱柱之前通过进样器将样品导入, 流动相将样品带入色谱柱, 在色谱柱中各组分被分离, 并依次随流动相流至检测器, 抑制型离子色谱则在电导检测器之前增加一个抑制系统。即用另一个高压输液泵将再生液输送到抑制器, 在抑制器中, 流动相的背景电导被降低, 然后将流出物导入电导检测池, 检测到的信号送至数据系统记录、处理或保存。非抑制型离子色谱仪不用抑制器和输送再生液的高压泵, 因此仪器的结构相对要简单得多, 价格也要便宜很多。离子色谱的结构离子色谱仪一般由流动相输送系统、进样系统、分离系统、抑制或衍生系统、检测系统及数据处理系统六大部分组成。1、流动相输送系统离子色谱的输液系统包括贮液罐、高压输液泵、梯度淋洗装置等,与高效液相色谱的输液系统基本一致。1.1贮液罐溶剂贮存主要用来供给足够数量并符合要求的流动相,对于溶剂贮存器的要求是:(1)必须有足够的容积,以保证重复分析时有足够的供液;(2)脱气方便;(3)能承受一定的压力;(4)所选用的材质对所使用的溶剂一律惰性。出于离子的流动相一般是酸、碱、盐或络合物的水溶液,因此贮液系统一般是以玻璃或聚四氟乙烯为材料,容积一般以0.5~4L为宜,溶剂使用前必须脱气。因为色谱柱是带压力操作的,在流路中易释放气泡,造成检测器噪声增大,使基线不稳,仪器不能正常工作,这在流动相含有有机溶剂时更为突出。脱气方法有多种,在离子色谱中应用比较多的有如下方法:(1)低压脱气法:通过水泵、真空泵抽真空,可同时加温或向溶剂吹氮,此法特别适用纯水溶剂配制的淋洗液。(2)吹氧气或氮气脱气法:氧气或氮气经减压通入淋洗液,在一定压力下可将淋洗液的空气排出。(3)超声波脱气法:将冲洗剂置于超声波清洗槽中,以水为介质超声脱气。一般超声30min左看,可以达到脱气日的。新型的离子色谱仪,在高压泵上带有在线脱气装置,可白动对琳洗液进行在线自动脱气。1.2高压输液泵高压输液泵是离子色谱仪的重要部件,它将流动相输入到分离系统,使样品在柱系统中完成分离过程。离子色谱用的高压泵应具备下述性能:(1)流量稳定:通常要求流量精度应为±1%左右,以保证保留时间的重复和定性定量分析的精度。(2)有一定输出压力,离子色谱一般在20MPa状态下工作,比高效液相色谱略低。(3)耐酸、碱和缓冲液腐蚀,与高效液相色谱不同,离子色谱所有淋洗液含有酸或碱。泵应采用全塑Peek材料制作。(4)压力波动小,更换溶剂方便,死体积小,易于清洗和更换溶剂。(5)流量在一定范围任选,并能达到一定精度要求。(6)部分输液泵具有梯度淋洗功能。目前离子色谱应用较多的是往复柱塞泵,只有低压离子色谱采用蠕动泵,但蠕动泵所能承受的压力太小,实际操作过程中会出现问题。由于往复柱塞泵的柱塞往复运动频率较高,所以对密封环的耐磨性及单向阀的刚性和精度要求都很高。密封环一般采用聚四氟乙烯添加剂材料制造,单向阀的球、阀座及柱塞则用人造宝石材料。1.3梯度淋洗装置梯度淋洗和气相色谱中的程序升温相似,给色谱分离带来很大的方便,但离子色谱电导检测器是一种总体性质的检测器,因此梯度淋洗一般只在含氢氧根离子的淋洗液中采用抑制电导检测时才能实现。采用梯度淋洗技术可以提高分离度、缩短分析时间、降低检测限,它对于复杂混合物,特别是保留强度差异很大的混合物的分离,是极为重要的手段。另外,新型抑制器通过脱气使淋洗液中CO2去除,碳酸盐的淋洗液背景电导很低,使灵敏度大大增加,也可以实现碳酸盐的梯度淋洗。离子色谱梯度淋洗可分为低压梯度和高压梯度两种,现分别介绍如下:(1)低压梯度低压梯度是采用比例调节阀,在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后,再用泵输入色谱柱系统,也称为泵前混合。(2)高压梯度它是由两台高压输液泵、梯度程序控制器、混合器等部件所组成。两台泵分别将两种淋洗液输入混合器,经充分混合后,进入色谱分离系统。它又称为泵后高压混合形式。梯度淋洗的溶剂混合器必须具备容积小、无死区、清洗方便、混合效率高等性能,能获得重复的、滞后时间短的梯度淋洗效果。2、进样系统离子色谱的进样主要分为3种类型:即气动、手动和自动进样方式。(1)手动进样阀手动进样采用六通阀,其工作原理与HPLC相同,但其进样量比HPLC要大,一般为50μL。其定量管接在阀外,一般用于进样体积较大时的情况。样品首先以低压状态充满定量管,当阀沿顺时针方向旋至另一位置时,即将贮存于定量管中固定体积的样品送入分离系统。(2)气动进样阀气动阀采用一定氮气或氮气气压作动力,通过两路四通加载定量管后,进行取样和进样,它有效地减少了手动进样因动作不同所带来的误差。(3)自动进样自动进样器是在色谱工作站控制下,自动进行取样、进样、清洗等一系列操作,操作者只须将样品按顺序装入贮样机中。自动进样可以达到很宽的样品进样量范围的目的。3、分离系统分离系统是离子色谱的核心和基础。离子色谱柱是离子色谱仪的“心脏”,要求它具有柱效高、选择性好、分析速度快等特点。离子色谱柱填料的粒度一般在5~25μm之间,比高效液相色谱的柱填料略大,因此其压力比高效液相色谱的要小,一般为单分散,而且呈球状。3.1高分子聚合物填料离子色谱中使用得最广泛的填料是聚苯乙烯——二乙烯苯共聚物。其中阳离子交换柱一般采用磺酸或羧酸功能基,阴离子交换柱填料则采用季胺功能基或叔胺功能基。离子排斥柱填料主要为全磺化的聚苯乙烯 二乙烯苯共聚物,这类离子交换树脂可在pH0~14范围内使用。如果采用高交联度的材料来改进,还可兼容有机溶剂,以抗有机污染。一般来说,离子交换型色谱柱的交换容量均很低。3.2硅胶型离子色谱填料该填料采用多孔二氧化硅柱填料制得,是用于阴离子交换色谱法的典型薄壳型填料。它是用含季胺功能基的甲基丙烯十醇酯涂渍在二氧化硅微球上制备的。阳离子交换树脂是用低相对分子质量的磺化氟碳聚合物涂渍在二氧化硅微粒上制备的。这类填料的pH值使用范围为4~8,一般用于单柱型离子色谱柱中。3.3色谱柱结构一般分析柱内径为4mm,长度为100~250mm,柱子两头采用紧固螺丝。高档仪器特别是阳离子色谱柱一般采用聚四氟乙烯材料,以防止金属对测定的干扰。随着离子色谱的发展,细内径柱受到人们的重视,2mm柱不仅可以使溶剂消耗量减少,而且对于同样的进样量,灵敏度可以提高4倍。4、离于色谱的抑制系统对于抑制型(双柱型)离子色谱系统,抑制系统是极其重要的一个部分,也是离子色谱有别于高效液相色谱的最重要特点。抑制器的发展经历了多个发展时期,而目前商品化的离子色谱仪亦分别采用不同的抑制手段及相关研究成果。4.1树脂填充抑制柱该抑制系统采用高交换容量的阳离子树脂填充柱(阴离子抑制),通过硫酸,将树脂转化为氢型。它抑制容量不高,需要定期再生,而且死体积比较大,对弱酸根离子由于离子排斥的作用,往往无法准确定量。目前这类抑制器目前已经基本不用。4.2纤维抑制器这种抑制系统采用阳离子交换的中空纤维作为抑制器,外通硫酸作为再生液,可连续对淋洗液进行再生,这种抑制器的死体积比较大,抑制容量也不高。4.3微膜抑制器这种抑制系统采用阳离子交换平板薄膜,中间通过淋洗液,而外两侧通硫酸再生液。这种抑制器的交换容量比较高,死体积很小,可进行梯度淋洗。4.4电解抑制器这种抑制系统采用阳离子交换平板薄膜,通过电解产生的H+,对淋洗液进行再生。早期的这类抑制器是由我国厦门大学田昭武发明,并投入了生产,但它需要定期加入硫酸来补充H+。美国Dionex公司对这类抑制器进行了改进,使之成为自再生,只要用淋洗液自循环或去离子水电解就可能实现再生,抑制容量可以通过改变电流的大小加以控制,而且死体积很小。5、检测系统5.1电导检测器电导检测是离子色谱检测方式中最常用的一种。它是基于极限摩尔电导率应用的检测器,主要用于检测无机阴阳离子、有机酸和有机胺等。由于电导池中的等效电容的影响,施加到电导池上的电压和电流之间的关系是非线性的,这给测量电导值带来很大困难。另外,流动相中本底电导值很高,从较大的背景值中准确测量待测组分的信号,也是电导检测中的重要问题。目前采用较多的方法有:(1)双极脉冲检测器:在流路上设置两个电极,通过施加脉冲电压,在合适的时间读取电流,进行放大和显示。容易受到电极极化和双电层的影响。(2)四极电导检测器:在流路上设置四个电极,在电路设计中维持两测量电极间电压恒定,不受负载电阻、电极间电阻和双电层电容变化的影响,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。(3)五极电导检测器:在四极电导检测模式中加一个接地屏蔽电极,极大提高了测量稳定性,在高背景电导下仍能获得极低的噪声,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。5.2安培检测器安培检测器是基于测量电解电流大小为基础的检测器,主要用于检测具有氧化还原特性的物质。安培检测主要包括恒电位(直流安培)、脉冲安培以及积分安培三种方式。(1)直流安培检测模式:该方法是将一个恒定的直流电位连续地施加于检测池的电极上,当被测物被氧化时,电子从待测物转移至电极,得到电流信号。在此过程中,电极本身为惰性,不参与氧化反应。该方法具有较高的灵敏度,可以测定pmol级的无机和有机离子,主要用于抗坏血酸、溴、碘、氰、酚、硫化物、亚硫酸盐、儿茶酚胺、芳香族硝基化合物、芳香胺、尿酸和对二苯酚等物质的检测。(2)脉冲安培检测模式:脉冲安培检测器出现在20世纪80年代初,是美国Dionex公司为满足糖的测定而研制的。糖类化合物的pKa值为12~14,在强碱性介质中以阴离子形式存在,可以用阴离子交换色谱分离。因为糖的分离是在碱性条件下完成的,检测方法必须与此相匹配,用金电极的脉冲安培检测法适合于这个条件。金电极的表面可为糖的电化学氧化反应提供一个反应环境。用脉冲安培检测法可检测pmol~fmol级的糖,而且不需要衍生反应和复杂的样品纯化过程。该检测器主要用于醇类、醛类、糖类、胺类(一二三元胺,包括氨基酸)、有机硫、硫醇、硫醚和硫脲等物质的检测,不可检测硫的氧化物。(3)积分脉冲安培检测模式:积分脉冲安培检测法为脉冲安培检测的升级模式,于1989年由Welch等人首先提出,并运用此技术,用金电极实现了对氨基酸的检测。与脉冲安培检测法相似,积分脉冲安培检测法中加到工作电极上的也是一种自动重复的电位对时间的脉冲电位波形,不同之处是:脉冲安培检测法是对每次脉冲前的单电位下产生的电流积分;而积分脉冲安培检测法是对每次脉冲前循环方波或三角波电位下产生的电流积分,即是对电极被氧化形成氧化物和氧化物还原为其初始状态的一个循环电位扫描过程中产生的电流积分。由积分整个高-低采样电位下的电流所得到的信号仅仅是被分析物产生的信号。在没有待测物(可氧化物)存在时,静电荷为零。积分脉冲安培检测法的优点在于通过施加方波或三角波电位消除了氧化物形成和还原过程中产生的电流。正、反脉冲方向的积分有效地扣除了电极氧化产生的背景效应,使得那些可受金属氧化物催化氧化的分子产生较强的检测信号和获得稳定的检测基线成为现实。此外,离子色谱还可以采用紫外、可见光、荧光等高效液相色谱常用的检测器,其原理与常规的高效液相色谱检测相似。6、数据处理系统离子色谱一般柱效不高,与气相色谱和高效液相色谱相比一般情况下离子色谱分离度不高,它对数据采集的速度要求不高,因此能够用于其他类型的数据处理系统,同样也可用于离子色谱中。而且在常规离子分析中,色谱峰的峰形比较理想,可以采用峰高定量分析法进行分析。主要数据处理系统为:6.1记录仪记录仪要求满刻度行程时间≤1s,输入阻抗高,屏蔽好,纸速稳定。采用双笔式记录仪,可以同时测量样品中高浓度和痕量浓度组分,也可进行双检测器分析。6.2自动积分仪它是一种通过A/D转换,采用固定程序,分析色谱信息,打印色谱图的仪器。采用自动积分仪大大减少了记录仪中色谱手工处理的繁琐手续。6.3数据工作站通过A/D转换,将数据采集于电脑,然后通过对采集的数据分析,得到相关的色谱信息。随着个人电脑的普及,数据工作站将得到广泛的应用。03离子色谱的分类通常情况下,离子色谱可以分为三种类型:离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对色谱。离子交换色谱:离子交换色谱以离子间间作用力不同为原理,主要用于有机和无机阴、阳离子的分离。离子排斥色谱:离子排斥色谱基于Donnan排队斥作用,是利用溶质和固定相之间的非离子性相互作用进行分离的。它主要用于机弱酸和有机酸的分离,也可以用于醇类、醛类、氨基酸和糖类的分离。离子对色谱:离子对色谱的分离机理是吸附、分离的选择性主要由流动相决定。该方法主要用于表面活性阴离子和阳离子以及金属络合物的分离。根据应用场景可分为:实验室、便携式、在线离子色谱。便携式离子色谱:适用的主要场景比如户外检测、或者在移动检测车上使用等等。在线离子色谱:适用的主要场景,比如大气环境的连续监测、或者工厂流水线中的连续监测等等。实验室离子色谱:相对来讲,就是最常规的离子色谱类型了,用户采购量也是相对最大。04离子色谱的应用离子色谱作为20世纪70年代发展起来的一项新的分析技术,由于具有快速、灵敏、选择性好等特点,尤其在阴离子检测方面有着其它方法所的优势,因此被广泛地应用于化工、医药、环保、卫生防疫、半导体制造等行业,并在某些领域被列为标准测定方法。涉及离子色谱的国内标准分析方法行业标准部分国际标准05离子色谱使用的注意事项1、淋洗液淋洗液作为系统的流动相,其品质对分析结果有重要影响。流动相的脱气是离子色谱分析过程中的一个重要环节。输液泵的扰动或色谱柱前后的压力变化以及抑制过程都可能导致流动相中溶解的气体析出,形成小气泡。这些小气泡会产生很多尖锐的噪声峰,较大的气泡还可能引起输液泵流速的变化,因此对流动相要进行脱气处理。2、分离柱分离柱柱体材料为PEEK(聚醚醚酮)。分离相由聚乙烯醇颗粒组成,粒径为9μm,表面有离子交换官能团。这种结构可保证高度的稳定性,并对可穿过内置过滤板的极细颗粒具有很高的容耐性,适用于水分析的日常测试任务。为保护分离柱不受外来物质侵害(这些物质会对分离效率产生影响),对淋洗液、也对样品作微孔过滤(0.45μm过滤器),并通过吸液过滤头吸取淋洗液。分离柱堵塞会导致系统压力上升,分离能力变差会导致保留时间波动、样品重复测量平行性差。分离柱接入系统时,需要先冲洗10分钟以上再接检测器,冲洗时出口向上,便于将气泡赶出。 分离柱的保存:短时间不用,可直接将柱子两端盖上塞子,放在盒中保存。阴离子柱长时间不使用(1个月以上),应保存到10mmol/LNa2CO3中。3、高压泵高压泵是离子色谱仪的动力源,其作用是将流动相输入到分离系统,使样品在分离柱中完成分离过程。离子色谱用的高压泵应具备下述性能:流量稳定、耐腐蚀、压力波动小、更换溶剂方便、死体积小、易于清洗和更换溶剂。高压泵工作正常的情况下,系统压力和流量稳定,噪音很小,色谱峰形正常。4、抑制器抑制器由3个抑制元件组成,这些元件应用于循环回路中的抑制作用,可利用硫酸进行再生及用纯净水进行冲洗,分析流路外再生, 可彻底去除有害物质。采用微填充床抑制器,其优为点:平稳提供H+,基线噪音低,适合各种浓度分析,耐高压、耐有机溶剂、耐重金属,耐腐蚀,噪音低,只有0.2-0.5nS。抑制器要避免在未通液体时空转。淋洗液或再生液流路堵塞、抑制器饱和均会造成系统压力突然上升、背景电导率过高等问题。若经过较长时间后,抑制元件受到污染,平常使用的再生溶液无法再将其彻底清除干净,将导致基线大幅上升。5、检测器所有的离子化合物(有机离子、无机离子、强酸和强碱)以及可被解离的化合物(弱酸和弱碱)的水溶液都能够导电。电导检测器是以离子色谱流动相中电导的变化作为定量依据的。电导检测器测量双铂电极两端间的电导,离子在该双铂电极两端间迁移:阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移,从而测量溶液的电阻。电导与电阻成反比。电导检测器具有极好的温度稳定性,这样便可保证测量条件的重现性。由于离子色谱仪是精密仪器,其日常维护与保养对于仪器的使用寿命及监测精度都有着重要的影响,因此离子色谱仪要经常用淋洗液冲洗色谱柱,防止分离柱堵塞、流动相有气泡的产生,在进行分析前要确保样品已经进行前处理,以保障仪器安全。离子色谱法具有选择性好、灵敏、快速、简便,可同时测定多组分,基于上述优点,离子色谱法已在环境监测领域得到广泛应用。因此了解一些关于仪器日常维护的知识,遇有故障时能够正确地判断并及时排除是十分重要的。06离子色谱常见故障及解决方案1、电导检测器常见故障有哪些?电导检测器常见故障是检测池被污染。故障原因:污染物主要来源于没有经过适当前处理的样品,如浓度过高、复杂的样品基体等。故障现象:基线噪声变大,灵敏度降低。处理方法:(1)用3 mol/LHNO3溶液清洗电导池,再用去离子水清洗电导池至pH值达中性 (2)用0. 001 mol/L KCI溶液校正电导池,使电导值显示为147μS。2、系统压力增高该咋办?压力增高一般都是因仪器部件发生堵塞引起的,当发现系统压力增高时应从流路的检测器端开始,逐一排查,以找到引起压力增高的具体单元。(1)在线过滤器发生堵塞时,直接更换滤芯;(2)色谱柱入口处滤膜堵塞时,应反接色谱柱用去离子水反复冲洗;(3)单向阀和滤头堵塞后需将其卸下先用无水乙醇超声清洗15 min ~30min,以清除部件上粘附的有机物,再用去离子水清洗干净后放入1:1的硝酸溶液中超声清洗15min,最后用去离子水反复清洗干净后按原方位安装好后使用。高压系统中常出现堵塞问题的部件有单向阀、滤头、在线过滤器、分离柱、保护柱等;(4)检查管路中peek头是否拧得过紧,否则也会导致压力增高。3、分析泵常见故障咋处理?分析泵常见故障是泵内产生气泡和漏液故障现象:基线的噪声加大,色谱峰形变差(出现乱峰)。处理方法:为分析泵提供充足的淋洗液,并且给淋洗液施加一定的压力(通常小于35 kPa)。对于容易产生气体的溶液可以先用真空脱气,然后用惰性气体在线脱气的处理方法 若泵漏液,可更换泵密封圈。4、抑制器使用中的常见故障怎么排除?抑制器在离子色谱仪中具有举足轻重的作用。抑制器工作性能的好坏对分析结果有很大的影响。抑制器最常见的故障是漏液,使峰面积减小(灵敏度下降)和背景电导升高。(1)峰面积减小造成峰面积减小的主要原因有:微膜脱水、抑制器漏液、溶液流路不畅和微膜被玷污。抑制器长期不用,会发生微膜脱水现象,为激活抑制器,可用注射器向阴离子抑制器内以淋洗液流路相反的方向注入少许0.2mol/L的硫酸溶液。同时向再生液进口注入少许纯净水,并将抑制器放置半小时以上。抑制器内玷污的金属离子可以用草酸钠清洗。(2)背景电导值高在化学抑制型电导检测分析过程中,若背景电导高,说明抑制器部分存在一定的问题。大多数是操作不当引起的。例如淋洗液或再生液流路堵塞,系统中无溶液流动造成背景电导偏高或使用的电抑制器电流设置的太小等。膜被污染后交换容量下降亦会使背景电导升高。而失效的抑制器在使用时会出现背景电导持续升高的现象,此时应更换一支新的抑制器。(3)漏液抑制器漏液的主要原因是抑制器内的微膜没有充分水化。因此,长时间未使用的抑制器在使用前应让微膜水溶胀后再使用。另外要保证再生液出口顺畅,因此反压较大时也会造成抑制器漏液。另外抑制器保管不当造成抑制器内的微膜收缩、破裂也会发生漏液现象。5、离子色谱柱该如何维护、保存?色谱柱的保存色谱柱填充料的不同,其保存方法也各异。一般而言,大多数阴离子分离柱在碱性条件下保存,阳离子分离柱在酸性条件下保存。需长时间保存时(30天以上),先按要求向柱内泵入保存液,然后将柱子从仪器上取下,用无孔接头将柱子两端堵死后放在低温处保存。短时间不用,每周应至少开机一次,让仪器运行1-2h。 色谱柱的清洗清洗色谱柱注意事项:清洗前,应将分离柱与系统分离,让废液直接排出。另外,每次清洗后应用去离子水冲洗10min以上,再用淋洗液平衡系统。清洗时的流速不宜过快,在1ml/min以下。无机离子的玷污离子半径较大的无机离子与交换基团结合,影响正常的交换分离。首先应考虑用组分相同且浓10倍的淋洗液清洗色谱柱。清洗阴离子分离柱上的金属离子(如Fe3+)使用0.1mol/L草酸。清洗阳离子分离柱上的某些金属(如Al3+)可使用1-3mol/L HCl。有机物玷污清洗色谱柱内的有机物常用甲醇或乙腈,但对带有羧基的阳离子分离柱需要避免使用甲醇。低交联度的离子交换树脂填充的色谱柱(交联度小于5%)清洗液中有机溶剂的浓度不宜超过5%。色谱柱的清洗清洗色谱柱注意事项:清洗前,应将分离柱与系统分离,让废液直接排出。另外,每次清洗后应用去离子水冲洗10min以上,再用淋洗液平衡系统。清洗时的流速不宜过快,在1ml/min以下。无机离子的玷污离子半径较大的无机离子与交换基团结合,影响正常的交换分离。首先应考虑用组分相同且浓10倍的淋洗液清洗色谱柱。清洗阴离子分离柱上的金属离子(如Fe3+)使用0.1mol/L草酸。清洗阳离子分离柱上的某些金属(如Al3+)可使用1-3mol/L HCl。有机物玷污清洗色谱柱内的有机物常用甲醇或乙腈,但对带有羧基的阳离子分离柱需要避免使用甲醇。低交联度的离子交换树脂填充的色谱柱(交联度小于5%)清洗液中有机溶剂的浓度不宜超过5%。07离子色谱的常见品牌到了这里,相信各位已经对离子色谱仪有很深的了解。那么在这个知识纵横,科技飞跃发展的今天,关于离子色谱仪的常见品牌都有哪些呢?最受关注的又是哪些呢?(以下品牌不分先后哦~)A. 埃仑通用青岛埃仑通用科技有限公司是国内较早生产离子色谱仪的厂家之一,是以研发、制造、销售和售后服务为一体的高新技术企业,是国产离子色谱仪知名品牌。 青岛埃仑通用科技有限公司设计开发了基于积木式结构的高效离子色谱仪系列产品。YC系列离子色谱仪是我公司在传统离子色谱仪基础上,吸收国际先进技术成果,研发出的高精度、高灵敏度和高稳定的新型系列离子色谱仪,同时实现了自动化进样。YC9000型更是国内开始采用功能模块化设计,全面集成智能MT技术,是国内现阶段集成度和智能化极高的一款智能型离子色谱仪,其广泛应用于包括军事军工、核工业、科研院所,石油化工、水文地质、环境保护、质量检验、卫生防疫、电力电子等行业。产品: 岛埃仑YC3000离子色谱仪青岛埃仑YC7000型离子色谱仪 等▲ 青岛埃仑YC3000离子色谱仪B. 岛津岛津企业管理(中国)有限公司成立于1999年8月11日,是岛津制作所的海外子公司。岛津制作所是著名的测试仪器、医疗器械及工业设备的制造厂商,自1875年创业以来始终坚持“以科学技术向社会做贡献”,不断钻研领先时代、满足社会需求的科学技术,开发生产具有高附加值的产品。并以实现“为了人类和地球的健康”这一愿望作为公司的经营思想,以光技术、X射线技术、图像处理技术这三大核心为基础,不断革新,不断挑战,一如既往地对科学技术发展做出贡献。特别是在2002年岛津制作所的田中耕一荣获诺贝尔化学奖,开创了公司研究人员获奖的先河。产品: 岛津离子色谱仪HIC-ESP岛津离子色谱仪Essentia IC-16 等▲ 岛津离子色谱仪HIC-ESPC. 东曹 东曹(上海)生物科技有限公司,是日本东曹株式会社生命科学事业部(Tosoh Bioscience)在中国设立的全资子公司,负责东曹生命科学事业部产品在中国的销售业务。 东曹(上海)生物科技有限公司的产品包括:提供所有常见分离模式的TSKgel® 高效液相色谱柱、TOYOPEARL® 中低压层析分离纯化填料、SkillPak 层析工艺方法筛选用预装柱;还包括EcoSEC® 高效一体化GPC仪器、IC离子色谱仪、多角度光散射检测器。产品: 东曹高通量离子色谱仪IC-8100东曹IC-2010离子色谱仪 等▲ 东曹高通量离子色谱仪IC-8100D. 历元 北京历元公司成立于1993年,公司创建初始就以强劲的技术开发能力,研制生产硅酸根检测仪,磷酸根检测仪,分析型高效液相色谱仪,制备型液相色谱仪,系列离子色谱仪。为配合离子色谱仪的应用,并于1997年研发国内首台实验室用超纯水器,此项产品填补了该产品的国内空白。 产品: 北京历元EP-600 便携式离子色谱仪北京历元EP-2000离子色谱仪 等▲ 北京历元EP-600 便携式离子色谱仪E. 普仁青岛普仁仪器有限公司是通过ISO-9001认证的专业从事离子色谱仪及相关配件研发、生产、销售和技术服务的高科技股份制企业,为中国仪器仪表分析仪器分会会员单位。 公司产品全部拥有自主知识产权,荣获国家科技创新基金及青岛科技培育计划专项,被国家工信部认定为“国家食品企业质量安全检测技术示范中心共建单位”,荣获“2012最具竞争力百强中小企业”称号,为央视网离子色谱仪战略合作伙伴。产品: 双系统全自动PIC-10型离子色谱仪PIC-10A型离子色谱仪 等▲ 双系统全自动PIC-10型离子色谱仪F. 瑞士万通 瑞士万通中国有限公司 作为当今一家全面涉足各类不同离子分析技术的品牌,产品包括自动电位滴定仪、离子色谱仪、卡尔费休水分仪、伏安极谱仪、电化学工作站、手持式/便携式拉曼光谱仪和近红外光谱仪等。瑞士万通旗下拥有以下品牌:“Metrohm”、“Metrohm Autolab”、“Metrohm Process Analytics”、“Metrohm NIRSystems”、“Metrohm Raman”、“Metrohm DropSens”,以其自动电位滴定仪、卡尔费休微量水分滴定仪、离子色谱仪、伏安极谱仪、便携式拉曼和手持式拉曼光谱仪以及近红外光谱仪、在线化学成分分析仪著称,技术先世界。您可以从瑞士万通获得大量有关离子分析和近红外分析的方法和技术。产品: 瑞士万通ECO IC离子色谱仪瑞士万通940 系列谱峰思维TM离子色谱系统 等▲ 瑞士万通ECO IC离子色谱仪G. 赛默飞赛默飞世尔科技(纽约证交所代码:TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元,在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。产品: Thermo Scientific Integrion高压离子色谱赛默飞Aquion RFIC离子色谱等▲ Thermo Scientific Integrion高压离子色谱H. 盛瀚青岛盛瀚色谱技术有限公司成立于2002年,专业从事离子色谱仪及其核心部件的研发、生产、销售和技术服务,是一家通过ISO 9001质量管理体系认证、ISO 24001环境管理体系认证、ISO 45001职业健康管理体系认证、知识产权管理体系认证的高新技术企业。全部产品拥有自主知识产权,专利、软件著作权等超过百项。 公司现有实验室台式、便携式、在线式、定制化离子色谱仪和离子色谱联用五大产品系列,广泛应用于环保、食品药品、水文地质、石油化工、卫生防疫、电子电气及科学研究等众多行业,基本满足了对阴阳离子、氰根、碘离子、糖、小分子有机酸等常规和痕量检测。目前已为7000+不同行业的用户提供了完善的解决方案,出口到韩国、印度等70多个国家和地区。此外,盛瀚还是全球极少数可实现批量化生产离子色谱柱的企业,打破了国外垄断,填补了国内空白。产品: 盛瀚离子色谱仪CIC-D180离子色谱仪(内置淋洗液发生器)CIC-D160型 等▲ 盛瀚离子色谱仪CIC-D180I. 皖仪安徽皖仪科技股份有限公司是一家以国际化视野、按国际化标准运营的全球分析仪器专业供应商,主导产品涵盖色谱、光谱、质谱类及医用分析仪器。产品: 皖仪IC6600系列多功能离子色谱仪皖仪IC6200系列一体式离子色谱仪 等▲ 皖仪IC6600系列多功能离子色谱仪08小彩蛋找靠谱的离子色谱仪器可长按识别下方二维码进入“离子色谱仪”导购专场- END
  • “工业含糖废水超低排放技术”重点项目课题申请指南
    国家高技术研究发展计划(863计划)新材料技术领域“工业含糖废水超低排放技术”重点项目课题申请指南一、指南说明本项目选择废水排放量和COD排放量大的淀粉、味精、维生素C、啤酒、乳酸、赖氨酸等典型发酵行业,针对行业废水中含糖有机质浓度高、色度高、有臭味而难以治理的特点,重点开发含糖有机质废弃物转化为生物油脂工程化技术、高级氧化-生物强化-膜分离等集成的废水深度处理技术、节水型生产新工艺等废水超低排放的关键共性技术,并进行工程化开发、集成优化及应用验证,实现工业含糖废水超低排放成套技术及核心工艺的突破。本项目拟设置6个课题:1.年处理60万吨淀粉废水超低排放关键技术开发2.年处理150万吨味精废水超低排放关键技术开发3.年处理150万吨维生素C废水超低排放关键技术开发4.年处理100万吨啤酒废水超低排放关键技术开发5.年产1000吨乳酸生产新工艺中试开发6.年处理1500吨高含盐赖氨酸废水近零排放中试关键技术开发通过公开发布课题申请指南方式落实课题承担单位,鼓励产学研联合申请。项目国拨经费控制数为3500万元,执行期为2008年12月到2010年12月。二、指南内容课题一、年处理60万吨淀粉废水超低排放关键技术开发研究目标:针对高浓度淀粉废水资源化利用问题,突破废水中含糖有机质转化为生物油脂的关键核心技术,并与废水生物处理等技术集成;在年产20万吨以上淀粉的企业建成年处理规模60万吨以上的淀粉废水超低排放工业化装置并完成运行考核。主要研究内容:研究适用于高糖浓度下的降解COD生产油脂的菌种选育,开发微生物油脂发酵处理工艺并进行油脂提取工艺优化;开展废水深度处理及回用技术的集成及工程化研究。主要考核指标:1、建成废水处理规模60万吨/年以上的淀粉废水超低排放工业化装置,进水COD不低于20000mg/L,出水COD不高于70mg/L,装置稳定运行半年以上;废水回用率不低于90%,减排COD不低于100吨;2、吨淀粉的废水排放量不大于0.3吨,吨淀粉的COD排放量不大于0.021公斤;3、吨废水处理后(不额外添加碳源)副产的生物油脂不低于5公斤。说明:本课题国拨经费控制数为940万元,配套经费与国拨经费的比例不低于1:1,支持年限不超过2年。申请单位必须已经完成相应的中试研究。课题二、年处理150万吨味精废水超低排放关键技术开发研究目标:针对高浓度味精废水的资源化利用及废水超低排放问题,通过废水中含糖有机质转化为微生物油脂的工程化技术与膜法深度处理等技术的集成创新,在年产30万吨以上的味精企业建成年处理规模150万吨以上的味精废水超低排放工业化装置并完成运行考核。主要研究内容:研究适用于高氮高盐浓度下的降解COD生产油脂的菌种选育,开发微生物油脂发酵处理工艺并进行油脂提取工艺优化;开发长周期稳定运行的双膜法味精废水深度处理及回用工艺;开展油脂转化与废水处理集成技术的工程化研究。主要考核指标:1、建成废水处理规模150万吨/年以上的味精废水超低排放工业化装置,进水COD不低于80000mg/L,出水COD不高于70mg/L,装置稳定运行半年以上;废水回用率不低于80%,减排COD不低于120吨; 2、吨味精的废水排放量不大于1吨,吨味精的COD排放量不大于0.07公斤;3、吨废水处理后(不额外添加碳源)副产的生物油脂不低于8公斤。说明:本课题国拨经费控制数为850万元,配套经费与国拨经费的比例不低于1:1,支持年限不超过2年。申请单位必须已经完成相应的中试研究。课题三、年处理150万吨维生素C废水超低排放关键技术开发研究目标:基于维生素C废水水质特点,通过工程化技术开发及集成创新,突破难降解污染物与色度共生等制约维生素C废水超低排放的关键技术难题,研究开发集成废水降解COD、脱色、脱氮功能的维生素C废水超低排放成套技术,在年产7500吨以上维生素C生产线配套建成年处理规模150万以上吨维生素C废水超低排放工业化装置并完成运行考核。主要研究内容:针对维生素C废水中发色化合物与难降解污染物共生的特点,研究开发以脱色为核心的废水深度处理技术;研究维生素C废水生物强化处理过程中碳源结构、温度等关键工程参数对COD降解和脱氮效果的影响,开发废水处理超低排放设施的稳定降碳、脱氮、脱色季节性控制技术;技术集成后应用于废水处理规模150万吨/年以上的维生素C废水超低排放工业化装置。主要考核指标: 1、建成废水处理规模150万吨/年以上的维生素C废水超低排放工业化装置,装置稳定运行半年以上;废水回用率不低于80%,减排COD不低于240吨;2、吨维生素C的废水排放量不大于40吨,吨维生素C的COD排放量不大于3.2公斤。说明:本课题专项经费控制数550万元,配套经费与国拨经费的比例不低于1:1,支持年限不超过2年。申请单位必须已经完成相应的中试研究。课题四、年处理100万吨啤酒废水超低排放关键技术开发研究目标:开发基于低温厌氧发酵及高效生物反应器集成的啤酒废水深度处理技术,在年产10万吨以上啤酒生产线上配套建成废水处理规模100万吨/年以上的啤酒废水超低排放工业化装置并完成运行考核。主要研究内容:开发包括低温厌氧优势菌群的筛选、培育及其固定化等在内的低温厌氧处理工艺及技术装备,构建高效低温厌氧反应器及其监控体系;研究多级好氧生物处理实现高效除磷脱氮及其与低温厌氧处理工艺的合理组合、衔接及优化控制技术,构建连续高效的含糖啤酒废水深度处理装置,显著降低出水有机物、氮和磷等主要污染物浓度以实现超低浓度排放;进行废水处理技术集成及其应用验证并制定相应的技术应用规程。主要考核指标:1、建成废水处理规模100万吨/年以上的啤酒废水超低排放工业化装置,装置稳定运行半年以上;废水回用率不低于80%,减排COD不低于90吨;2、吨啤酒的废水排放量不大于2吨,吨啤酒的COD排放量不大于0.1公斤。说明:本课题国拨经费控制数560万元,配套经费与国拨经费的比例不低于1:1,支持年限不超过2年。申请单位必须已经完成相应的中试研究。课题五、年产1000吨乳酸生产新工艺中试开发研究目标:针对乳酸钙盐法生产工艺的高耗水高污染的现状,采用膜分离耦合技术,开发乳酸生产新工艺,着重解决氢氧化钠中和发酵和后提取的关键技术,大幅度降低我国乳酸生产过程中用水量和废水排放量;建成膜法乳酸生产新工艺及中试装置,为工程化研究提供依据。主要研究内容:研究采用氢氧化钠中和发酵法制备乳酸技术,开发出适合于乳酸发酵液体系过滤的新型结构陶瓷滤膜及其成套装备;研究发酵过程对膜分离效果的影响,获得合适的工艺条件;研究双极膜提取乳酸的电化学特性和工艺参数;开发发酵法乳酸生产用水的资源化回用膜集成技术;建成千吨级乳酸生产新工艺中试装置。主要考核指标:1、开发膜法乳酸生产新工艺并建成千吨级的中试装置,装置稳定运行半年以上,与乳酸钙盐法相比节水80%;2、乳酸收率由80%提高到90%,乳酸纯度高于99%;3、吨乳酸的废水排放量不大于3吨,吨乳酸的COD排放量不大于0.3公斤,无二氧化碳和硫酸钙废渣排放。说明:本课题专项经费控制数400万元,配套经费与国拨经费的比例不低于1:1,支持年限不超过2年。申请单位必须完成了相应的小试研究。课题六、年处理1500吨高含盐赖氨酸废水近零排放中试关键技术开发研究目标:针对赖氨酸生产产生的高硫酸铵废液治理的问题,开发硫酸铵再生循环技术,实现有机质的资源化及水的循环利用;在年产赖氨酸盐酸盐150吨以上的中试线配套建设废水处理规模1500吨/年以上的高含盐赖氨酸废水近零排放中试装置并完成运行考核。主要研究内容:研究开发脱盐/酸碱再生技术;研究酸碱再生的膜污染防治技术和工艺(包括对膜污染物质的预处理方法);优化废液培养饲料酵母的有机质资源化技术;开发末端治理及废水回用技术。主要考核指标:1、建成废水处理规模1500吨/年以上的高含盐赖氨酸废水近零排放中试装置,装置稳定运行半年以上;吨产品(赖氨酸盐酸盐)蒸汽消耗降到11吨,吨产品耗硫酸铵降到20公斤,吨产品耗硫酸降到14公斤;2、吨产品(赖氨酸盐酸盐)副产蛋白饲料不低于60公斤;3、吨产品(赖氨酸盐酸盐)的高含盐废水排放量不大于0.5吨, COD排放量不大于0.05公斤。说明:本课题专项经费控制数200万元,配套经费与国拨经费的比例不低于1:1,支持年限不超过2年。申请单位必须完成了相应的小试研究。三、注意事项1.课题申请者应根据本项目申请指南提出的课题名称、研究目标、研究内容、主要指标等要求,编写《国家高技术研究发展计划(863计划)项目课题申请书》。2. 课题申报时必须由法人(单位)提出申请,该法人是当然的课题依托单位,且必须指定1名自然人担任课题负责人。每个课题申请时只能有1个课题负责人和1个依托单位,课题的协作单位不能超过5家。 3.课题依托单位应符合的基本条件:在中华人民共和国境内登记注册一年以上、过去两年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录的企事业法人单位,包括:大学、科研机构等事业法人;中方控股的企业法人。 4.课题负责人应符合的基本条件:(1)具有中华人民共和国国籍;(2)年龄在55岁(含)以下(截止指南发布之日);(3)具有高级职称或已获得博士学位;(4)每年(含跨年度连续)离职或出国的时间不超过6个月;(5)过去三年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录。 5.课题负责人及主要参加人员不得违反以下限项申请的规定:为保证科研人员能够高质量地开展研究工作,国家科技计划实行限制申请及承担课题数量规定。每人同期只能主持一项国家主要科技计划(包括863计划、973计划、支撑计划)课题,作为主要参加人员同期参与承担的国家主要科技计划课题数(含负责主持的课题数)不得超过两项。申请者应按照上述要求进行申请,且在同一批发布的申请指南中只能申请一项863计划课题或项目。 6.申请者提出的专项经费申请不得高于项目课题申请指南规定的专项经费控制额,并应按照项目课题申请指南的要求提供相应的配套经费,否则不予受理。 7.申请者要遵守科学道德,以严谨的科学作风和实事求是的科学精神填写项目申请书,保证项目申请书的真实性,避免出现夸大和不准确的内容。同时,不得将研究内容相同或者近似的项目进行重复申请。863计划对申请者在申报过程中进行信用记录,对于故意在课题申请中提供虚假资料、信息的,一经查实,记入信用档案,并对单位在两年内取消其申报863计划资格、对个人在三年内取消其申报863计划资格。 8.申请程序和要求:课题申请采取网上集中申报。申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行,网址为program.most.gov.cn,有关申请的程序、要求和其他注意事项详见《“十一五”国家高技术研究发展计划(863计划)申请指南》。 9.课题申请受理的截止日期为2008年12月12日17时。 10.咨询联系人及联系方式联系人: 卞曙光 010-88372105 蒋志君 010-68338919 电子邮件:jeanbsg@htrdc.com 863计划新材料技术领域办公室 二〇〇八年十月二十三日
  • 城市资源循环利用中心第二批开放基金开始申请
    一、城市资源循环利用工程技术研究中心简介  清华大学深圳研究生院-格林美城市资源循环利用工程技术研究中心(简称&ldquo 城市资源循环利用中心&rdquo 或&ldquo 中心&rdquo )于2012年5月12日由清华大学深圳研究生院与深圳市格林美高新技术有限公司联合组建,设在清华大学深圳研究生院内。城市资源循环利用中心秉承资源循环利用的宗旨,重点开展城市资源循环利用技术及产业化和政策研究,构建城市资源循环利用的技术研发、系统集成和应用试验开放平台,培养城市资源循环利用领域的高级管理人才和技术人才。  二、开放基金的资助范围  2013年度将重点资助典型城市资源循环利用政策和体制机制、产业发展战略、技术发展趋势和新技术新工艺新设备技术经济评价研究,以下相关领域的关键技术和设备研发:  1、 电子废弃物拆解、处理与资源回收  2、 稀贵稀有金属回收  3、 材料再制备  4、 建筑垃圾和生活废物循环利用  5、 一次性干电池中有价金属的回收  6、 电子废弃物循环利用过程污染控制  三、开放基金重点资助对象和资助额度  具有博士学位或中级及以上专业技术职称的高等学校、科研院所和企事业单位固定研究工作人员,均可在以上规定的范围内提出申请。  资助金额为每项3-10万元,拟资助5-10项课题。城市资源循环利用中心欢迎和鼓励获得项目资助的申请者来本中心开展研究工作或派研究生到本中心进行学位论文研究 申请者在保证项目质量的前提下,也可以在原单位进行基金资助项目的研究。  四、开放基金项目申请办法  1.2013年度本研究基金的申请截止日期为2013年11月30日(邮寄申请书以投递日邮戳为凭)。申请人应按规定格式填写《清华大学深圳研究生院-格林美城市资源循环利用工程技术研究中心开放课题基金申请书》,经所在单位审核批复后,寄送到本中心(一式三份)。邮寄地址:深圳市南山区西丽镇清华大学深圳研究生院L栋 511,龚靖婷,邮编:518055,同时发送电子版一份,电子邮箱:gjingting@163.com。  2.申请者必须是项目的实际主持人,一般具有博士学位或中级及以上专业技术职称。在读研究生、在站博士后和已离退休的科研人员不得作为申请项目的负责人,但可作为项目组成员参加研究。  3.申请者和项目组主要成员的申请项目数,连同在研的基金项目数不得超过两项。已获得资助者再次申请,申请书须附已资助项目的研究进展报告或结题报告和主要研究成果(一式一份)。  4.关于基金项目的审批、立项与管理请见《清华大学深圳研究生院-格林美城市资源循环利用工程技术研究中心开放基金课题管理办法(试行)》  五、项目结题和成果标注  1.基金资助项目完成后,请认真填写项目结题报告,交中心主任签字通过、存档,并作为下一期申请的依据之一。基金资助项目的有关论文、专著、成果评议鉴定资料等,均应标注:  中文:清华大学深圳研究生院-格林美城市资源循环利用工程技术研究中心,深圳,518055  英文:Research Center of Urban Resource Recycling Technology of Graduate School at Shenzhen,Tsinghua University and Shenzhen Green Eco-Manufacturer High-Tech.Co.Ltd.Shenzhen,China  并标注获得&ldquo 清华大学深圳研究生院-格林美城市资源循环利用工程技术研究中心开放基金资助&rdquo 。 未标注的,验收时不计入成果。  2.自带项目和经费在本实验室工作取得的成果或发表论文需注明&ldquo 清华大学深圳研究生院-格林美城市资源循环利用工程技术研究中心完成&rdquo 。  3.基金资助项目所取得的成果(包括收集到的资料、研究报告、相应软件及其测试检验报告等)归研究者及本中心共同所有。  六、此申请指南由本中心负责解释。  热忱欢迎国内外学者来本中心交流!  清华大学深圳研究生院-格林美城市资源循环利用工程技术研究中心  2013年10月
  • 日本核污染水排海!如何检测鉴定辐照?EPR技术在辐照领域应用广泛
    近日,日本无视国际社会的强烈质疑和反对,单方面强行启动福岛核污染水排海,引发了全社会对可能到来的放射性污染物的担忧。据了解,核污水中含有多种放射性元素,如氚、锶、钴和碘等,由于生物富集效应,这些放射性污染物最终可能会随着各类海产品进入人们的口中。航拍福岛第一核电站排海口附近画面。图片来源:央视新闻EPR技术与辐照检测在日常生活中,可控、低剂量的辐照具有广泛应用,例如食品辐照、中药辐照、医疗器械辐照。那么,我们该如何判断食品或药品是否被放射性物质辐照?被辐射的剂量有多大?在国标中,电子顺磁共振波谱仪就是重要的检测方法之一。电子顺磁共振波谱(Electron Paramagnetic Resonance,EPR),亦称“电子自旋共振”(ESR),长期以来被用作研究辐射效应的定量工具,相关标准有ISO/ASTM 51607,GB/T 16639-2008等。EPR谱仪的工作原理是测量可变磁场中特定共振频率下未配对电子的能级跃迁。电离辐射可在许多形式的物质中产生自由基,比如丙氨酸CH3CH(NH2)COOH会形成自由基,这些自由基可以被EPR光谱仪定量地检测出来。EPR技术与核应急医疗核技术作为一种高科技技术,已应用到工业、医学、军事等领域,但是人类利用核能技术的同时也增加了核事故、辐射事故等潜在威胁。2011年3月11日的福岛核事故与昨日日本福岛排放核污水事件,再一次使人们清醒地认识到,在核事故发生后,快速有效的剂量重建可以对人群的受照水平进行筛查,从而进行合理有效的医学应急处理。核事故产生的电离辐射除了使受照者的骨髓、胃肠系统损伤外,还会诱导身体的钙化组织、角质层产生自由基,而且在这些组织中的自由基远比在其它生物组织中的自由基寿命长,如在常温下,电离辐射产生的CO2-自由基在牙齿化石中能存活107年。基于此,电子顺磁共振技术可检测电离辐射诱导产生的自由基,作为一种成熟的辐射剂量测定技术,可在较短时间内(≤10 min)得到吸收完成生物样品的剂量测量与重建。EPR技术的优势现有研究表明EPR在牙齿、指甲和头发等生物样品的辐射剂量重建中应用广泛,此外在其它物品的附属物上的剂量重建也有一定应用。例如EPR技术可以对口腔内未处理过的牙齿样本进行测量,这使在体辐射剂量评估成为可能。其优势在于可以适用于急性辐射损伤人员的快速剂量估算,并可以适用于“潜在显著照射”(≥2.0 Gy)。目前,EPR在不同样品的辐射剂量重建中的准确性仍需进一步研究。EPR技术与食品辐照食品辐照是利用电离辐照(60Co 或137Cs 放射源产生的γ射线、电子加速器产生的电子束或5 MeV以下的X 射线)对食品或其他农副产品进行加工处理。由于射线具有穿透力强的特点,可以在不破坏农产品原包装的情况下直接进行辐照加工处理,从而达到杀虫灭菌、防止霉变、延缓成熟和抑制发芽的目的。《辐照食品通用标准》中规定辐照处理的安全剂量在10 kGy以下,这也是各国长期以来在进行食品辐照处理中所遵循的安全剂量。高于10 kGy的剂量可以完全杀菌,产品需要再进行气密性处理防止再次污染,并在常温下存储。欧洲联盟(欧盟)指令明确规定,辐照食品以及含有辐照成分的食品(无论其百分比如何)都必须贴上辐照标签。国际食品辐照符号“radura”为了更好地加强辐照食品的规范管理,选择一种合适的辐照食品的检测方法显得尤为重要。食品在电离辐射作用下会使得内部化合物的共价键发生均裂而产生大量自由基,辐照食品的物理检测方法主要检测在辐照食品产生的自由基或者被固体物质俘获的电子,在不产生自由基和激发电子的前提下估计辐照吸收的剂量。基于此,电子顺磁共振技术就是强有力的检测手段。EPR技术能依靠检测辐照产生的长寿命自由基来对辐照食品进行鉴定,是被欧盟认可的检测辐照食品的有效方法,并有根据各种辐照食品制定的相关标准。辐照食品相关国家标准或地方标准如下:根据《食品安全国家标准 辐照食品鉴定 电子自旋共振波谱法》,针对于含骨类动物食品,当 g1=2.002±0.001,g2=1.998±0.001时,可判定样品经过辐照处理(g1和g2分别指示EPR图谱上出现的不对称信号)。当g=2.005±0.001时,无法判定样品是否经过辐照处理。下图所示为国家标准GB 31642-2016中的某猪排在辐照前后的EPR波谱对比图。(a)未辐照猪排的EPR波谱图,(b)辐照1.0 kGy猪排的EPR波谱图(选自国家标准GB 31642-2016)EPR技术与中药辐照中药辐照加工是核技术应用的重要领域,与食品辐照加工类似,均利用电离辐射射线与物质作用产生的物理效应、化学效应和生物效应达到杀虫灭菌、防止霉变、保持营养品质及延长货架期等目的。自从辐照灭菌法被纳入国家药典,辐照灭菌法就快速成为了我国中药原药材、饮片、辅料、中成药制剂生产企业的青睐对象。目前,针对辐照后的中药及其制剂进行检测的规范方法仅有国家食品药品监督管理总局于2015年公布的《中药辐照灭菌技术指导原则》,其中使用的检测技术是参考辐照食品的光释光法和热释光检测方法。而EPR技术是检测辐照后产生的长寿命自由基的有效方法,并且操作简单、检测迅速、具有较高重现性,值得在中药辐照检测领域做检测技术的补充推广。下图所示为某中草药在辐照前后的EPR波谱对比图。某中草药在辐照前后的EPR波谱对比图EPR技术与辐照剂量鉴定EPR技术可检测丙氨酸剂量计(辐照剂量标准品)中的丙氨酸自由基,从而有效鉴定其所受辐照剂量。如:辐照厂商可使用丙氨酸剂量计对辐照剂量进行质控鉴定 医院放射科或辐照站工作人员可长期随身配置丙氨酸剂量计,使用EPR检测长期所受辐照剂量,研究该行业职业病与辐照关系,为职业病防治奠定基础。根据国家标准《使用丙氨酸-EPR剂量测量系统的标准方法》(GB/T 16639-2008),丙氨酸-EPR剂量测量系统提供了一种可靠的吸收剂量测量方法,依赖于丙氨酸晶体受电离辐射照射后产生的特有的稳定自由基。用EPR波谱法测量自由基的浓度是一种非破坏性的分析方法。丙氨酸剂量计能反复测读,可用于剂量档案保存。丙氨酸剂量计辐照6 kGy吸收剂量的EPR波谱丙氨酸EPR剂量测量系统可作为参考标准和传递标准。也可作为辐射应用中(包括:医疗保健产品和药品的灭菌消毒、食品辐照、聚合物改性、医学治疗和材料的辐射损伤研究等方面)的工作剂量测量系统。国仪量子电子顺磁共振波谱仪国仪量子目前已推出具有核心自主知识产权,商用化的X波段电子顺磁共振波谱仪全系列产品:X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR100、X波段连续波电子顺磁共振波谱仪EPR200-Plus、台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M;并向前沿高端技术的高频谱仪进军,研发出了W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR-W900。在化学、环境、材料物理、生物医疗、食品、工业领域有着重要而广泛的应用。国仪量子电子顺磁共振系列产品人类只有一个地球,我们共享汪洋大海!EPR技术为科学家提供了研究辐射效应的手段,但可持续发展的未来,需要全人类共同守护!本文作者:国仪量子
  • 关于召开“第三届中国国际固危废处置与资源化利用高峰论坛”的通知
    关于召开“第三届中国国际固危废处置与资源化利用高峰论坛”的通知各有关单位:我国固危废行业依然存在较多技术难点和发展瓶颈,在“无废城市”、低碳绿色、“双碳”目标的政策加持,固危废市场迎来确定性的发展机遇和挑战。“十四五”市场伴随固危废管理政策持续加码,固废垃圾处置占比稳步提升,积极筹谋在“十四五”开局之际拓宽产业,充分发挥固危废污染防治工作,实现减污降碳的目标,以高质量发展为主线,寻求更优的发展路径,势在必行。 在此背景下,第三届中国国际固危废处置与资源化利用高峰论坛(HWD summit 2022)将于2022年8月24日-25日在南京召开。本次大会以“创新引领低碳变革,迈向碳中和新生态”为主题,邀请 550+行业代表人员,聚焦行业热点和痛点,诚邀行业大咖齐聚一堂,共论发展新生态!特此致函,望复函为盼。会议时间 2022 年 8月24-25日 会议地点 江苏南京组织单位/承办单位 固危废处置与资源化利用峰会组委会低碳环保圈清华苏州环境创新研究院 上海同巨文化传播有限公司协办/支持单位山东省环保产业协会江苏省环保产业协会固危废交流平台日程安排8月23日 全体签到8月24日 签到+开幕式+会议+交流+观展8月25日 会议+交流+观展+闭幕大会议题主论坛:固危废市场总体规划与建设“十四五”规划下固危废处置与资源化利用发展趋势解读碳达峰环境下如何探索发展固危废的减污降碳无废城市建设和固危废综合利用相关政策解读危废资源化技术现状、瓶颈及解决思路双碳背景下垃圾焚烧市场发展趋势及战略思考 专题论坛一:固废市场的发展与挑战垃圾焚烧行业在碳中和机遇中的发展与挑战垃圾焚烧及城市固废处理新技术新成果垃圾焚烧发电厂的设计思路及运营维护垃圾焚烧厂预处理与分选筛分、破碎、打包技术及设备垃圾焚烧厂及填埋场的渗沥液处理技术设备要点锅炉、汽机及关键设备在垃圾焚烧的应用余热回收技术设备在垃圾焚烧运用垃圾焚烧厂锅炉测温、防腐及和吹灰技术及装备垃圾焚烧二噁英、脱硫脱硝、除尘及恶臭等高效烟气治理技术垃圾焚烧固定源烟气排放监测仪器设备选型垃圾焚烧炉渣资源化及飞灰处理技术设备垃圾焚烧厂锅炉风机、给水泵系统设备垃圾分类分选及资源回收利用技术设备有机垃圾分解分离技术设备有机垃圾热解及厌氧技术设备的应用专题论坛二:危废无害化处置技术及资源化利用探讨不同危废处置技术和最新设备危废处置预处理技术与设备(破碎,SMP等)危废焚烧技术及其关键设备(回转炉,流化床炉等)危废安全填埋技术及其关键材料(土工膜等)水泥窑协同处置危废技术研究过热蒸汽碳化裂解及超临界水氧化技术装备在危废领域的应用研究医疗废物的处置技术与装备飞灰处理技术研究及及资源化利用高浓度含盐有机废液处置技术废盐和高浓度废液资源化利用技术废酸资源化利用及处置技术 含油污泥绿色处置与资源化利用技术污泥焚烧、干化技术和设备危废焚烧余热利用装备与技术危废焚烧炉烟气污染物排放监测与治理设备危废ERP信息管理系统危险废物检测与鉴别的应用技术与设备等离子体技术在处理危废的应用专题论坛三:固危废建设运营工程实践浅析固危废处置工程建设和运行技术规范固危废处置设施运营管理及风险防控固危废填埋场设计、选址、建设及运营过程中存在的问题水泥窑协同处置固危废的工程实践红外热像仪在固危废处置领域的应用分析固危废分析及测定仪器仪表固危废实验室检验检测及实验室建设存量及新建垃圾焚烧厂的建设与运营垃圾焚烧发电厂应用及创新实践垃圾焚烧协同处置餐厨、污泥工程项目应用垃圾焚烧发电节能增效的理论与实践城镇垃圾分类和处理设施建设工程拟邀专家(排名不分先后)危废领域: 程亮 生态环境部环境规划院生态环境投资与产业综合研究所副所长张后虎 生态环境部南京环境科学研究所固废中心主任郑洋 生态环境部固体废物与化学品管理技术中心危废部副主任靳晓勤 生态环境部固体废物与化学品管理技术中心 高工周跃 中国循环经济危废专委会 秘书长李金惠 巴塞尔公约亚太区域中心 执行主任陈刚 沈阳环境科学研究院副院长、国家环境保护危险废物处置工程技术(沈阳)中心主任刘玉强 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所固体废物利用处置技术研究室主任/研究员杨玉飞 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所副研究员王秀腾 中国标准化研究院资环分院环保室主任/全国危险废物标准工作组秘书长研究员刘士文 山东省固废和危化品污防中心 副主任李光明 同济大学环境科学与工程学院教授 陈森 南京市生态环境保护科学研究院研究员钱光人 上海大学环境与化学工程学院教授周晓明 南京绿环废物处置中心 总经理辛宝平 北京理工大学 教授杨顺生 西南交通大学土木工程学院 教授刘宇程 西南石油大学工业危废处置与资源化利用研究院 院长/教授张建平 中国光大绿色环保有限公司 投资总监兼固废管理中心总经理裴增新 中化环境控股有限公司固危废运营总监刘科 山东省固废资源循环利用创新中心副主任丁勇 中节能(连云港)清洁技术发展有限公司 董事长垃圾焚烧领域:徐海云 中国城市建设研究院 总工程师 刘畅 住建部环境卫生工程技术研究中心 副总工 卢加伟 生态环境部华南环境科学研究所副研究员博士 周洪权 上海环境工程设计科学研究院技术总监 陈扬 中国科学院大学资源与环境学院 教授王圣 国电环境保护研究院 副院长、博士、研究员级高工 张卫 绿色动力环保集团股份有限公司 总工程师 刘建国 清华大学环境学院教授,固体废物控制与资源化教研所所长 么新 清华苏州环境创新研究院副院长 闫大海 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所研究员 原晓华 瀚蓝环境股份有限公司 总工程师刘小娟 深圳市能源环保有限公司技术委员会秘书长陈少卿 首创环投控股有限公司固废事业部 博士 副总经理 奚强 绿色动力环保集团股份有限公司 副总经理 胡越 中国环境保护集团有限公司副总经理邓成 上海康恒环境股份有限公司市场与战略中心总经理林晓青 浙江大学/垃圾焚烧技术与装备国家工程实验室 博士、副教授 沈林华 中国联合工程有限公司新能源工程设计研究院副院长 戚亮 浙能锦江环境控股有限公司 总工程师 李要建 中国天楹股份有限公司 副总工程师 熊建平 光大环保能源(苏州)有限公司 总经理 肖 愉 中节能大地(杭州)环境修复有限公司 高级工程师刘 爽 中科鼎实环境工程股份有限公司 副总经理朱红祥 广西博世科环保科技股份有限公司 技术总监 斯克诚 中建八局环保科技有限公司 技术专家/博士赵 颖 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 教授级高工参与群体各地垃圾焚烧厂,危废处置厂/单位,医疗废物处置单位,工业排污企业等用户单位; 固危废处置企业/运营公司,设计院,材料/设备技术提供商、检验检测机构、环保企业,投融资机构等; 高校、科研院所,政府单位,监管单位,工业园区等;企业产品信息展示 大会组委会热忱欢迎有关企业和研究机构在会议期间开展技术相关的成果(产品、创新技术,仪器设备等)、各式产品的广告与资料展示宣传活动,自备展出资料。具体事宜请会务组联系。会议摘要 参与专家请于2022年7月30日前将参加研讨会的论文摘要(2000 字,中英文,阐述论文主要观点) 以中文和英文两种文本通过电子邮件方式发 tom@tjevents.cn,并请注明“会议论文”字样。 会务费 组委会热忱欢迎有关科研院校参会。 会务费:5月31日前1500元/人,6月1日后2800元/人;高校院所统一收费:800元/人;包括注册费、会议资料、摘要、茶歇、餐饮、会后公开版本PPT。交通往返费、住宿费用自理!大会组委会联系人张女士电话:021-61830990手机:18221756169(微信同号) 邮箱:anna@tjevents.cn
  • 湖南大学王兆龙课题组《Int. J. Extrem. Manuf.》:基于Pμ SL 3D打印的水凝胶用于柔性热响应智能窗
    通风、空调、照明、供暖等能耗占建筑总能耗的40%以上,同时温室气体排放和全球人口持续增加,极大加剧了全球气候变暖。因此,基于外界环境条件调节太阳辐射的智能窗受到了极大的关注。该智能窗可通过感知外部刺激(如光、热、电等)而产生相应的光学性质变化,从而选择性地吸收或反射太阳辐射,达到改善室内光强、温度的目的。根据制备材料常分为热致变色智能窗、光致变色智能窗、机械致变色智能窗以及电致变色智能窗。其中,热致变色智能窗因其对天气和温度的适应性响应而得到广泛的研究。 近年来,热响应水凝胶在超过低临界溶解温度(LCST)时,可快速完成从透明状态到不透明状态的可逆转变,可作为一种新型热致变色智能窗的材料。热响应水凝胶智能窗可以在无需额外能量输入的情况下,最大限度地利用太阳光的热量,对能耗的降低具有重要作用。聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM) 是最常用的热响应材料,其LCST大约是32℃。PNIPAM水凝胶在可逆相变过程中表现出高太阳光调制能力,而且在室温下具有高透光率,可以保证良好的室内能见度。然而,纯PNIPAM水凝胶柔韧性较差,难以通过传统的制备技术制造复杂的结构。因此,需要开发一种具有良好的机械性能、高太阳光调制能力以及高透光率的新型水凝胶用于智能窗的制备。3D打印技术作为一种新型的材料加工技术,因其设计灵活、成本低、加工效率高等优点,已经应用于复杂结构水凝胶的加工制备。然而,受限于刺激响应型单体,通过3D打印技术制备高分辨率结构的水凝胶智能窗仍极具挑战性。近日,湖南大学王兆龙课题组开发了一种新型的热响应3D打印水凝胶用于智能窗的设计,基于面投影微立体光刻(PμSL) 3D打印技术,水凝胶结构的分辨率高达40μm。研究者基于N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与亲水性的4-丙烯酰吗啉(ACMO)乙烯基单体的共聚反应制备了热响应水凝胶。该水凝胶响应机理是通过可逆亲水/疏水相变反应调节NIPAM-ACMO共聚物对光的散射行为:当温度低于LCST时,NIPAM-ACMO共聚物同水之间形成分子间氢键,入射光可以透过;一旦温度超过LCST,疏水缔合物主导太阳光的传输,导致入射光发生散射,水凝胶由透明状态转变为不透明状态,阻挡太阳光的照射(图1)。采用PμSL (nanoArch S140, 摩方精密)在玻璃衬底上打印水凝胶图案,最高分辨率可达40μm。水凝胶图案在20℃是透明的;然而,当温度升高至40℃时,图案化的水凝胶选择性地由透明状态转变为不透明状态(图2)。而且,3D打印水凝胶从透明状态到不透明状态的转变是可逆的。 图1.a:热响应水凝胶设计的光学透明-不透明可切换窗口刺激响应变化的示意图 图2.基于PμSL3D打印技术制备的水凝胶图案。a:光固化树脂的组成成分;b:打印水凝胶的拉曼光谱;c:PμSL 3D打印技术原理示意图;d:3D打印高分辨率水凝胶图案,标尺是100μm;e:图案化水凝胶选择性透明-不透明转变的图片,标尺是5mm图3. 柔性热响应水凝胶器件的性能。a:透明水凝胶承受变形的照片(20℃),比例尺是10mm;b:不透明水凝胶承受变形的照片(40℃),比例尺是10mm;c:不同ACMO质量含量的水凝胶应力-应变曲线;d:不同PEDGA质量含量的水凝胶应力-应变曲线;e:不同温度下的水凝胶应力-应变曲线;f:PDMS衬底上水凝胶的透射光谱;g:PC衬底上水凝胶的透射光谱;h:水凝胶智能窗与已有文献报道的性能比较 同纯PNIPAM水凝胶智能窗相比,热响应ACMO单体赋予新型水凝胶极好的柔韧性和超高的拉伸性。其可以承受很大的变形,例如弯曲、拉伸、扭转;单轴拉伸试验表明水凝胶拉伸性能最大值为1500%。采用3D打印水凝胶制作的柔性热响应智能窗表现出优异的太阳光调制能力。智能窗在20℃是完全透明的,透光率(Tlum )高达85.847%;当环境温度超过LCST时,智能窗能通过超快的透明状态-不透明状态的转变调节太阳光的传输,太阳光调制率(∆Tsol)高达79.332%。相比于其他文献报道的热致变色智能窗,该工作中制备的柔性水凝胶智能窗表现出超高的透光率和太阳光调制率。此研究在新一代理想智能窗的节能方面具有巨大的应用潜力。该研究成果,以“3D printed hydrogel for soft thermo-responsive smart window”为题发表在International Journal of Extreme Manufacturing上。
  • 发布德国CMC微量水仪TMA-202-W新品
    德国CMC微量水分析仪TMA-202-W技术特点:• 适用于腐蚀性气体和可燃气体水分分析• 超快速响应• 高灵敏度• 全微处理器控制• 量程自动切换• 仪器开机自检测功能• 符合NAMUR标准。采用液晶显示屏,多语种显示功能,德国CMC公司采用了中文语言界面,德国CMC微量水分析仪TMA-202-W分析原理:五氧化二磷传感器利用电解水分子为氢气与氧气原理,此传感器由一个玻璃材质的圆柱和两根并行的电极组成,根据具体应用来选择电极材质(通常由铂或铑金属丝制成),并在两根电极之间涂有很薄的一层磷酸H3PO4膜层,在两电极之间出现的电解电流,使酸中的水分分解为H2和O2,此过程的zui终产物是五氧化二磷,P2O5是高吸湿性物质,因此从样气中吸收水分,通过连续的电解过程,在样气的水分含量与电解后的水分之间建立平衡,电解电流与样气中水分含量成比例,信号经过仪器内部信号放大器处理,然后显示并数据读出。此原理适合分析Xe、Ar、Kr、He、D2、F2、N2、H2、O2、O3、HBr、PH3、SF6、Freon、C2H2、CO2、CH4、Natural gas,尤其适合高纯酸气如Cl2、HCl、SO2、H2S 等气体微量水分测量(极少数会同磷酸发生化学反应的气体除外)。德国CMC微量水分析仪TMA-202-W技术参数:量 程:0-10/100/1000/2500ppm/v(自动量程切换)精 度:全量程的1%灵 敏 度:全量程的0.1%显 示 器:液晶显示器,带背景光模拟输出:0/4-20mA或0-10V报警输出:2个报警继电器输出样气流速:20Nl/h建议压力:0.1-0.5barg样气温度:5-150℃响应时间:1秒T50 响应:8秒环境温度:5-65℃线 缆:标配3米,zui长300米可选尺 寸:宽482mm×高133mm×深350mm(机架式) 宽300mm×高260mm×深280mm(壁挂式) 宽257mm×高160mm×深316mm(台 式)型 号:TMA-202-19" TMA-202-W TMA-202-D TMA-202-19"-ZB TMA-202-W-ZB TMA-202-D-ZB德国cmc微量水分析仪多语种显示功能,德国CMC公司采用了中文语言界面,方便客户使用,供电电池改掉了过去的酸铅电池,采用了轻便和供电时间更长的镍氢电池。创新点:德国cmc微量水分析仪RMA-202-W增加了壁挂式格式,方便客户安装,同时德国CMC微量水分析仪TMA-202-ZB目前采用液晶显示屏,多语种显示功能,德国CMC公司采用了中文语言界面,方便客户使用,供电电池改掉了过去的酸铅电池,采用了轻便和供电时间更长的镍氢电池。传感器滤芯采购多种模式增加不锈钢和玻璃以及PTFE.德国CMC微量水仪TMA-202-W
  • 美国科学家研发出微生物逆向渗析电池 可利用废水发电
    据英国《自然》杂志网站3月1日报道,美国科学家结合两种可再生能源技术开发出一种新技术——微生物逆向电渗析电池(MRC)。该技术不仅能净化废水,又能利用废水发电。相关研究发表在3月2日出版的《科学》杂志上。  该研究的领导者、宾夕法尼亚州立大学氢能中心和工程能源与环境研究所主任布鲁斯罗根表示,废水中蕴含有大量以有机物形式存在的能量。生活废水包含的化学能源是处理它们所需能量的10倍。生活废水加上家畜和食品生产产生的废水中蕴含的能量几乎足以维持全美水利基础设施的运行。  新方法使用的一种技术是微生物燃料电池(MFC),其能将废水中的化学能转化为可使用的电能并净水。MFC使用微生物群来分解和氧化有机物,此过程会释放出向阳极移动的电子。与此同时,水中的氢离子会通过质子交换膜并进入独立的阴极区。电子通过一个电路从阳极被吸引到阴极,从而产生电流。氢离子也与周围的氧相结合,形成清洁的水。  为获得更高的能量密度,罗根团队使用了另一种名为逆向电渗析(RED,使用清洁水和海水之间的盐度梯度来发电)的技术当“帮手”。使用RED技术时,两种不同来源的水被泵压通过一对膜,这对膜与带相反电荷的电极相连,会让正负电荷分别朝不同的方向行进,当离子朝它们各自的电极移动时,就会产生电流。但这一方法需要使用很多膜,因此成本很高。  罗根团队集合上述两者之长而研发的新系统名为微生物逆向电渗析电池,该系统包含一个由几对膜组成的RED堆,其位于一个MFC的阴极和阳极室之间,质子交换膜也位于MFC上。来自于这两个系统的液流被分开,独立操作但一起提高能量密度:RED堆会增加MFC的电流,与此同时,MFC电极之间的电压能使RED堆使用更少的膜进行操作。  这一系统能运转的一个关键是在RED堆中用碳酸氢铵溶液代替海水。这会提高能量密度,碳酸氢铵也能在堆内再生,使该堆成为一个封闭系统。新系统已被证明能获得每平方米3瓦的最大能量密度。新系统每立方米有机水能产生电能0.94千瓦时,而传统的废水处理方法处理每立方米水会消耗约1.2千瓦时的电能。“最新方法不仅让我们获得更多能量,也让我们能更快更好地净化废水。”罗根说。  加州大学伯克利传感器和执行器中心的联合主任林立伟(音译)表示,新系统也存在一个缺陷,有证据表明,一些氮气会从RED堆进入MFC的阳极室内,这会消耗碳酸氢铵的供应 而且,废水中的污物也可能堆积在膜上并堵塞RED堆。罗根解释道,使用碳酸氢铵溶液能避免污物堆积在与微生物室毗邻的膜上 另外,通过在与阳极最近的膜堆内使用更低浓度的离子溶液或使用仅允许离子在一个方向通过从而预防氮气回流到阳极室的双极膜,可以解决氮气越界的问题。
  • 东深电子战略入股宁夏水投科技有限公司
    2017年7月20日,宁夏飞华水务环保科技有限公司第三次股东大会在宁夏水投集团1012会议室召开。水投集团董事长杨国、副总经理马渊,聚光科技(杭州)股份有限公司下属子公司深圳市东深电子股份有限公司(以下简称“东深电子”)总经理郭华等出席会议。会议宣布东深电子成为宁夏飞华水务环保科技有限公司新股东,并将公司名称变更为“宁夏水投科技有限公司”。  东深电子的战略入股,将为宁夏水投科技有限公司在业务发展、市场拓展、管理改善和企业融资上市等方面提供全方位以及强有力的支撑和帮助,同时也将进一步提升宁夏水投科技有限公司在水利水务业的综合竞争实力。东深电子战略入股宁夏水投科技有限公司
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