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台式氧化还原离子温度测试仪

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台式氧化还原离子温度测试仪相关的资讯

  • 土壤氧化还原电位仪(土壤氧化还原电位仪的作用)
    前言: 土壤氧化还原电位仪是一种专门用于测量土壤中氧化还原势(Eh)的专业仪器,其在揭示土壤健康状况、指导农田管理和环境保护等方面具有重要价值。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C307153.htm 一、【实时检测土壤,评估土壤环境】 土壤氧化还原电位仪可以实时准确地测定土壤的氧化还原电位值,这一参数反映了土壤环境中电子转移活动的程度。通过持续监测和分析,能够判断土壤是处于氧化还是还原状态,进而评估土壤肥力水平、污染物降解能力及微生物活性等多方面土壤健康状况。 二、【指导科学施肥与改良措施】 利用土壤氧化还原电位仪得到的数据,农业生产者可以更准确地了解土壤对养分的有效性以及潜在的重金属污染风险。据此调整施肥策略,避免过度施肥导致的土壤酸化或盐碱化问题,并采取针对性的土壤改良措施,提高农作物产量与品质,实现土壤资源的可持续利用。 三、【环保治理与生态修复的重要工具】 在土壤污染治理和生态修复领域,土壤氧化还原电位仪同样发挥着关键作用。通过对受污染土壤Eh的动态监测,可为污染物迁移转化规律的研究提供依据,指导实施有效的土壤修复方案。此外,在湿地保护、矿山复垦等领域,该仪器也能帮助科学家和工程师深入理解并调控土壤系统的氧化还原过程,促进生态环境恢复。
  • 高能所等应用同步辐射纳米分辨谱学成像技术揭示氧化还原反应的相变过程
    p style="text-align: justify " 中国科学院高能物理研究所多学科中心X射线成像实验站副研究员袁清习和国内外课题组合作,建立了基于同步辐射纳米分辨谱学成像技术追踪氧化还原反应相变过程的方法,并成功应用于锂离子电池电料相变过程的研究。研究成果近期发表在《自然-通讯》(Nature Communications)期刊上。/pp style="text-align: justify " 同步辐射谱学成像(XANES imaging)是利用特定元素对X射线能量的不同响应特性来获得样品内部对应元素的化学价态三维分布。基于波带片全场成像方法的纳米分辨谱学成像技术可以获得高空间分辨的形貌和化学信息,近年来受到了越来越多的重视,在材料科学领域尤其是在能源材料领域的研究中表现出重要潜力。/pp style="text-align: justify " 针对纳米分辨谱学成像方法学和应用研究,高能所多学科中心X射线成像实验站近年来开展了大量的工作。其中,袁清习和国内外多个同步辐射装置建立紧密联系,在技术研发、科研应用等方面开展了广泛的合作。近期,袁清习联合美国斯坦福同步辐射光源研究员刘宜晋课题组、弗吉尼亚理工大学教授林锋课题组提出了应用同步辐射纳米分辨谱学成像技术研究氧化还原反应的不均匀相变过程的新方法。这个联合团队成功将他们提出的新方法应用于Li(NixMnyCoz)O2(NMC) 三元正极材料的研究中,揭示了该材料热稳定性的一系列问题。该项工作发表于Nature Communications9, 2810,2018,共同第一作者为弗吉尼亚理工大学博士穆林沁和高能所袁清习。/pp style="text-align: justify " 以NMC正极材料中的应用为实例,该实验方法的工作流程如下:首先,为了研究该材料体系在不同温度下的行为,开展原位实验,利用谱学成像获得大量空间分辨的吸收谱数据;其次,提取Ni元素K边吸收能量表示相应的化学状态,高能量代表高价态(相对氧化态),低能量代表低价态(相对还原态)。进而使用样品在不同温度条件下的化学价态分布结果来表征氧化还原相变过程;第三,选择特定的Ni元素价态(例如,选择氧化还原反应最剧烈的能量点代表的价态),利用所采集的大量数据来描绘Ni元素等价态面的三维分布,对比不同反应条件下的等价态面分布来表征相变的发生、发展及相变前沿的推进过程;最后,引入等价面局域曲率(反应界面局域曲率)的概念,来描绘成核生长及整个相变的复杂过程。/pp style="text-align: justify " 图1为Ni的价态随NMC材料加热过程的变化,其中的每一条曲线代表了相应条件下基于全部像素的Ni价态的分布情况,可以看出化学反应从开始到结束全过程Ni元素价态分布的演变情况。图2给出了四个特定反应条件下Ni等价态面的发生、发展过程,所选择的Ni价态为8341eV对应的价态。从图1可以看出,8341eV代表的价态可以代表是化学反应最剧烈情况。图3中用不同颜色表示了镍元素的吸收边能量代表的镍元素的价态。受由晶粒边界和其局域的化学环境(不同组分和缺陷)所影响,相变过程通常非常复杂,如图3a所示,镍阳离子三维的形貌由不同的价态组成,从相对还原态(低能量态)到相对氧化状态(高能量态)。这些三维的价态推进前端提供了一个直观的三维立体多面体。还原态和氧化态分别代表了子相和母相,相变反应的推移前端从图3a到图3c。同时,作者将这些三维多面体每个局域的曲率计算出来,并分别用红色和蓝色代表局域曲率为正值和负值。从图3d、e可以看出相变过程中局域价态曲率的演化过程。br//pp style="text-align: justify " 这项工作不仅对锂离子电极材料的热稳定性和热致相变给出了详细的描述,还为下一步的储能材料优化提供了一些思路。研究工作所使用的方法可以推广到更加广阔的研究领域,尤其是复杂体系的非均匀相变过程等的研究中。特别是考虑到下一代同步辐射光源的发展,更高的亮度将会大大降低实验的时间,从而能够更好地捕捉到相变过程中的非稳定状态,为能源材料、环境科学等研究领域提供有力的工具。/ppbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/863601e7-f186-445f-b8b1-ff31fd5d1984.jpg" title="图1111.jpg"//pp style="text-align: center "图1 NMC样品中镍元素的价态随加热过程的变化。(a)为镍元素的局域价态直方图。(b-e)为原位观测镍价态信息示意图。镍的价态由Ni 的K吸收边能量表示,高能量和低能量分别代表了高价态和低价态。/ppbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/974970c5-2fc2-4129-beeb-217abf22612c.jpg" title="图2222.jpg"//pp style="text-align: center "图2 NMC样品不同反应条件下Ni等价态面的产生、发展及推进过程/ppbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d29d8585-987d-4cf3-9540-9ad6e2f158af.jpg" title="图3333.jpg"//pp style="text-align: center "图3 局部镍元素价态曲率随相转变的演化。(a,b,c)分别代表了不同能量(8339, 8340 和8341 eV)的Ni K-edge的等值面形成的三维曲面。图d和e表示了在不同能量范围内价态曲率随着能量值的变化。/ppbr//p
  • 电化学红外光谱揭示光合放氧中心锰簇拟合物在多重氧化还原状态中的结构重排
    2021年10月4日,Journal of Physical Chemistry letters 在线报道了中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室翁羽翔研究组(SM6组)题为“电化学红外光谱揭示光合放氧中心锰簇拟合物在多重氧化还原状态中的结构重排(Structural Reorganization of a Synthetic Mimic of the Oxygen-Evolving Center in Multiple Redox Transitions Revealed by Electrochemical FTIR Spectra)”的研究工作。该工作利用傅里叶变换红外光谱仪在低波数波段研究了人工合成的锰簇在电化学氧化过程中的机构变化,为光合放氧中心裂解水的反应机制研究开辟了一条新途径。光合作用是自然界利用太阳光大规模地将二氧化碳和水合成有机物并放出氧气的过程。在地球与生命进化过程中,具有放氧复合体的放氧光合生物的出现,使地球大气层中的氧气从无到有、逐渐积累并恒定在大约21%的水平,大大加速了地球演化、生物圈形成与繁荣的进程。光系统Ⅱ核心复合体是光能驱动水氧化的重要场所,具有光解水放氧功能的系统II核心复合体是一个由多个蛋白亚基、锰簇、色素分子等辅助因子组成的色素膜蛋白复合体。其核心锰簇是含有五个金属离子的Mn4O5Ca。其中的三个Mn原子,四个氧原子和一个钙离子占据六面体的8个顶点,形成立方体结构。太阳光经捕光天线吸收后分步传给反应中心的叶绿素特殊对,并实现电荷分离,形成的正电荷将邻近的酪氨酸Z氧化成正离子自由基,后者进一步将锰簇物氧化,驱动水的氧化并放出氧气:早期闪光诱导动力学研究表明,氧气的释放需要4个持续的闪光过程才能完成一个放氧周期。Kok等在1970就提出天然锰簇物放氧中心存在一个由S0-S4的5个状态构成的循环反应模式(即Kok 循环)。S0,S1,S2 ,S3 和S4分别表示放氧锰簇物的不同氧化还原状态。每一次氧化诱导的状态改变都会丢失一个电子,而每循环一次则需吸收4个光子,积累4个氧化当量(失去4个电子,积累4个质子)才能把水分子完全裂解,释放氧气后再次回复到S0态,如图1所示。2H2O−4e−⟶4hvO2↑+4H+" role="presentation"的释放需要4个持续的闪光过程才能完成一个放氧周期。图1. Kok循环示意图光系统放氧中心复合物的晶体结构研究表明,放氧中心锰簇物是由锰离子和钙离子经D1和CP43蛋白上氨基酸羧基侧链结合而形成的生物自组装结构。由于D1蛋白对强光很敏感,在体内的代谢周转十分迅速,半衰期大约为十分钟。可见,在自然界中放氧中心锰簇物是依靠生物的自修复功能实现其持续运转的。天然氧中心锰簇物的不稳定性对光合作用水裂解的机制研究也带来了相应的困难。2015年中科院化学研究所张纯喜研究小组在光系统放氧中心人工拟合物的研究中获得重大进展,成功合成了新型Mn4O4Ca簇合物(Science, 2015, 348, 690-693)。迄今为止,该类化合物是与天然放氧中心锰簇物最为接近的人工拟合物,该拟合物中四个Mn离子的价态(+3,+3,+4,+4)与天然放氧中心锰簇物S1态一致,而且同样具有催化水裂解的功能。此人工合成物为天然放氧中心锰簇物裂解水过程的微观机制研究提供了良好的契机。相关实验研究中,位于红外光谱低频波段(1000 cm-1)的 Mn—O键特征峰一直是指认放氧中心锰簇物状态变换过程中结构变化的重要依据。国际上利用脉冲闪光结合傅里叶变换红外光谱在该方向开展了大量的研究工作。由于天然锰簇物是组装在蛋白质中的,直接进行电化学氧化会导致蛋白质分解,同时蛋白质的低频峰会干扰锰核物峰位指认。另一方面,脉冲闪光引起的氧化还原电位变化是量子化的,无法实现氧化还原过程的连续调控,有可能错过某些变化细节。而人工拟合物则不然,可以进行连续电位扫描,且没有蛋白质在低频波段的干扰。针对上述问题,SM6课题组与长春应化所蒋俊光研究员合作设计了一种适用于傅里叶变化光谱仪的微型密封透射式电化学池,然后通过对锰簇拟合物进行连续电位扫描,研究了锰簇拟合物(由化学所张纯喜研究员提供)的结构变化过程。研究发现,S2氧化态存在两种不同的结构,即Mn1—O5是成键还是断开状态所对应于的封闭或开放锰核立方体结构(见图2)。该结论和天然锰簇物极为相似,不同的是,对于人工拟合物,S2态的闭合立方体结构比开放的立方体结构更加稳定,而这一次序在天然锰簇物中正好相反。可能的原因可归结于两者在配体分子上的差异,即人工锰簇物不存在H2O分子配体,而天然锰簇物含H2O分子配体。该工作为光合放氧中心裂解水的反应机制研究开辟了一条新途径,审稿人认为该工作为天然放氧中心锰簇物的研究提供了有用的基准信息“useful benchmark information”。图2.天然锰簇物(a)和人工拟合物(b)S2状态开放及闭合结构示意图该研究得到了国家自然科学基金委重点项目(21433014, 91961203)和中国科学院前沿重点项目(QYZDJ-SSWSYS017)的支持。
  • 【莱恩德】农业生产:土壤氧化还原检测仪的应用
    点击此处可了解更多产品详情:土壤氧化还原检测仪  土壤是农业生产的基础,也是地球生态系统中不可或缺的一部分。土壤的氧化还原状态是影响土壤质量的重要因素之一。为了更好地了解和改善土壤状况,农业生产者和研究人员需要一种能够准确检测土壤氧化还原状态的仪器。本文将介绍一种常见的土壤氧化还原检测仪器——土壤电位计。    土壤氧化还原检测仪是一种用于测量土壤氧化还原状态的仪器,它基于电化学原理,通过测量土壤中的氧化还原电位来评估土壤的氧化还原状态。土壤中的有机质和无机物质可以影响土壤的氧化还原电位,从而影响农作物的生长和养分吸收。因此,准确测量土壤的氧化还原电位对于农业生产具有重要的指导意义。    土壤氧化还原检测仪的主要特点包括操作简单、快速、准确度高、维护方便等。该仪器通常由电极、测量仪表和附件组成。电极是用来测量土壤中的氧化还原电位的传感器,一般采用不锈钢或铜合金等材料制成。测量仪表则是用来显示测量结果和控制电极的设备,一般采用数字式或指针式等显示方式。    土壤氧化还原检测仪的应用范围非常广泛,主要应用于以下几个方面:    1. 农业生产:农业生产中需要了解土壤的氧化还原状态,以确定适宜的作物种类和施肥方案。通过使用土壤氧化还原检测仪,农业生产者可以了解土壤的氧化还原电位,进而制定合理的农业生产计划。    2. 环境保护:土壤的氧化还原状态受到环境污染的影响,例如废气、废水和废渣等。通过使用土壤氧化还原检测仪,环境保护工作者可以了解土壤的氧化还原状态,进而制定相应的环境保护措施。    3. 科学实验:土壤学、植物学和生态学等领域的研究需要进行土壤氧化还原状态的研究。通过使用土壤氧化还原检测仪,研究人员可以获得准确的实验数据,进而得出科学的研究结论。    总之土壤氧化还原检测仪作为一种检测土壤氧化还原状态的仪器在农业生产、环境保护和科学实验等领域具有广泛的应用前景。它能够帮助我们更好地了解和改善土壤状况提高农业生产的效益保护环境的研究结论。同时也能为环境保护提供更加准确科学的数据支持对于保护我们共同的家园具有重要意义。【莱恩德】农业生产:土壤氧化还原检测仪的应用
  • 南开张新星团队JACS Au封面:质谱表征微液滴表面自发单电子氧化还原反应
    近日,南开大学张新星研究员团队针对微液滴化学的独特性质,受邀总结了40余个单电子介导的水微液滴表面自发的氧化还原反应,并通过动力学研究,证明了电子的提供和捕获——而非化学键的直接断裂——是介导水微滴界面上氧化还原反应的关键决速步骤。该工作发表在了近期的JACS Au 杂志上,并被遴选为封面文章。  近几年与微液滴相关的纳微界面反应机制的研究吸引了大量的研究目光。在技术上,质谱作为微液滴反应的主要表征手段,一方面是由于其在分析化学反应中具有捕获短寿命自由基中间体、揭示化学反应机理等方面的天然优势,另一方面更是由于微液滴是一种可以直接喷雾进入质谱仪中进行检测的物质形式,导致质谱技术成为了近年来微液滴化学发展最简单、最重要、最主要的表征方法。因此作者们在本文中列举了使用质谱方法学研究微液滴化学的优势和注意事项。此外,作者也在合成化学和大气化学的大背景下讨论了微液滴自发氧化还原能力的潜在影响。首先,微液滴对反应的加速能力在有机合成中已经得到了广泛的认可,现有的部分微液滴化学研究已经实现了克级的合成。微液滴反应由于只需要将底物的水溶液喷洒成小水滴,无需催化剂、额外的能量输入、复杂的反应装置,完全符合绿色化学的特征,因此有望在合成化学中展现更多的潜力。其次,微液滴化学在大气化学方面也具有重要启示。大气的总体氧化还原能力决定了污染的生成、天气甚至气候的形成和变化。大气水,如云、雾和海洋飞沫,都是微米大小的微液滴。由于微液滴可以促进自发的氧化还原反应,文章建议在未来的大气研究中,也许可以将微液滴效应考虑进来。在科学上,水对许多化学反应来说是一种惰性环境。然而,通过简单地将水喷洒成为微米尺寸的微液滴,就可以展现大量独特的性质,这些性质包括异常的pH值、反应物的统一取向和部分溶剂化、极高的反应速率以及极高的气液界面电场等。在微液滴的这些独特性质中,其强大的自发氧化还原能力尤其引人关注。现有大量理论和实验研究表明,或由于界面双电层的形成,或由于大量水分子的自发统一取向,或由于水分子之间的部分电荷转移(H2O+---H2O-),在微液滴的气-液界面浅层可以自发产生极高的电场(约109 V/m)。该电场大到足以可以触发氢氧根或其他底物分子的单电子氧化过程,生成相应的自由基和一个电子(图1)。生成的电子还可以继而触发其他底物分子的单电子还原过程。  图1. 微液滴化学气-液界面处的氧化还原机制和质谱分析方法示意图  图1展示了典型的微液滴化学质谱实验,并阐述了发生在微液滴表面的单电子介导的氧化还原机制。含有某种溶质的水溶液由注射泵强制推入极细的毛细管,高压氮气鞘气可将毛细管推出的液体分散成微液滴,由此产生的微液滴被喷向质谱仪的入口。以这种方式产生的微液滴的大小取决于鞘气的压力,范围在几到几十微米之间。在其表面上即可以自发发生大量的单电子的氧化还原过程。  本文总结了40余个在水微液滴表面上发生的电子介导的氧化还原反应(表1、2),认为在水微液滴表面上电子的产生和捕获——而非化学键的直接断裂——是微液滴大多数氧化还原反应的关键决速步骤。  表1. 微液滴表面呈现单电子氧化过程的物种(电子供体)  表2. 微液滴表面呈现单电子还原过程的物种(电子受体)  在单电子是微液滴表面氧化还原反应的载流子的前提下,OH-在微液滴上可以作为电子供体,如果在溶液中加入上述电子供体(表1中的分子),那么水微液滴上应该有更多的电子,在动力学上就应该可以加速电子受体的还原反应,进一步巩固电子确实是介导水微液滴上氧化还原反应的载流子的观点。  为了验证这一假设,本文作者从表1中选择了三种电子供体:四硫富瓦烯(TTF)、羟甲基二茂铁(FM)、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-苯二胺(TMPA),并将这三者分别和电子受体EV2+(乙基紫精二价阳离子)的水溶液喷洒成微液滴。其中图2a为喷洒纯EV2+溶液的质谱图,OH-是唯一的电子供体,EV2+转化为EV•+ (m/z = 214),m/z 150~200的峰是不稳定EV•+的降解产物。图2b−2d分别为喷撒TTF与EV2+、FM与EV2+、TMPA与EV2+的混合溶液的质谱图。在这些混合体系中,还原产物EV•+的强度明显增加,表明电子供体的加入加速了EV2+的还原。图2e展示了4个系统中EV•+/EV2+的相对强度的比较,清楚地显示了添加电子供体后还原产物增加了2到7倍。图2f−2h还显示了混合体系中氧化过程的加速动力学,TTF、FM和TMPA的氧化过程也应该随着EV2+的加入而加速。TTF•+、FM•+和TMPA•+自身的绝对质谱强度随着EV2+的加入增加了2倍左右。这些结果清楚地表明电子确实是介导水微滴上氧化还原反应的载流子,且简单的动力学研究证明了电子提供和电子捕获是两个相互加速的过程。而后续的进一步化学反应(如化学键的断裂和生成)在微液滴中成为了超快的非决速步骤。    图2. 微液滴单电子氧化还原过程的动力学研究  南开大学研究生金水慧、陈欢、苑旭为本文并列第一作者 南开大学张新星研究员为本文通讯作者。本文被遴选为JACS Au杂志本期封面论文。  原文:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.3c00191  The Spontaneous Electron-Mediated Redox Processes on Sprayed Water Microdroplets Shuihui Jin,# Huan Chen,# Xu Yuan,# Dong Xing, Ruijing Wang, Lingling Zhao, Dongmei Zhang, Chu Gong, Chenghui Zhu, Xufeng Gao, Yeye Chen, and Xinxing Zhang*JACS Au, 2023, DOI: 10.1021/jacsau.3c00191  张新星课题组网站:http://www.zxx-lab.com/
  • 缺陷Zn3In2S6光氧化还原促进二氢异喹啉和H2O2共生产
    1. 文章信息标题Photoredox-promoted co-production of dihydroisoquinoline and H2O2 over defective Zn3In2S6中文标题:缺陷Zn3In2S6光氧化还原促进二氢异喹啉和H2O2共生产 页码: 2210110 DOI: 10.1002/adma.202210110 2. 期刊信息期刊名:Advanced Materials ISSN:1521-4095 2022年影响因子: 32.086 分区信息: JCR分区(Q1),中科院1区TOP 涉及研究方向: 综合性期刊 3. 作者信息:第一作者是 华东师范大学罗娟娟 。通讯作者为 中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、华东师范大学陈立松副教授 。4. 光源型号:北京中教金源CEL-HXF300E7光功率计型号:北京中教金源CEL-NP2000文章简介光合成以低成本和环境友好的方式生产过氧化氢(H2O2)是最可持续和最有前景的方法之一。然而,但光合成存在光生载流子利用率低和H2O2产率低的问题。虽然通过添加质子供体(异丙醇或乙醇)可以降低合成H2O2的氧化屏障进而提高H2O2产量,但是将不可避免地提高成本,与此同时,光生空穴(h+)的氧化能力被完全浪费。因此,找寻一个特定的质子供体能以高选择性的方式自身氧化成高附加值的产物,同时促进光催化产H2O2,是提升光催化体系整体经济效益的有效策略。二氢异喹啉衍生物(DHIQs)是药物合成和制药工业中非常有价值的中间体,由四氢异喹啉衍生物(THIQs)的催化脱氢生产,然而存在生产成本高,操作程序复杂,选择性差和破坏环境等缺点。通过大量文献调研,已知通过光催化反应得到四氢异喹啉的半脱氢产物是十分困难的,这通常伴随有不理想的全脱氢产物异喹啉(IQs)的生成。因此,寻找一种高效的光催化剂在温和条件下光合成高纯度半脱氢产物(DHIQs),将是一个极具吸引力的策略。此外,充分利用THIQs脱氢产生的氢质子可以提高原子利用率和产物价值。基于此,中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士和华东师范大学陈立松副教授等人将THIQs用作独特的质子供体,用于热力学上可行的选择性半脱氢反应,生成具有高附加值的DHIQs,同时在双功能光催化剂Zn3In2S6的催化下,在一个光氧化反应中耦合并促进H2O2的生成。缺陷Zn3In2S6在可见光(λ≥400 nm)照射下分别以66.4 mmol h-1 g-1 和62.1 mmol h-1 g-1的高速率生成H2O2和DHIQ。此外,作者还详细探讨了反应机理和途径。原位ESR分析、自由基捕获实验及溶液中活性氧(ROS)的检测实验表明,ROS(O2和1O2),h+ 和质子供体(THIQs)之间的协同作用在光催化共生产H2O2和DHIQs反应中起关键作用,这在以前的研究中基本上被忽略。同时,原位FTIR表明通过*OOH中间途径在Zn3In2S6表面生成H2O2。该研究不仅有效地利用光生电子(e-)、h+以及多种活性氧的氧化还原能力来实现最大的原子利用效率,而且同时生成了太阳能液体燃料和高附加值化学品。
  • 成果速递丨实验室台式XAFS谱仪用于精确分析多组分固体氧化物成分
    CeO2-Nb2O5复合氧化物,作为一种复合稀土氧化物陶瓷材料,常被应用于固体氧化物燃料电池、氧气传感器及异相催化等众多领域。之前不少的研究数据表明在高温固相法合成该复合稀土氧化物时,会部分形成Ce3NbO7+δ化合物。然而在大气氛围下的高温固相法合成这种带有部分还原的Ce氧化物是不太合理的。为了更加合理的验证CeO2-Nb2O5复合氧化物在高温固相法合成条件下得到的产物信息,研究人员综合利用了粉末X射线衍射(XRD)和实验室的X射线吸收谱(XAFS)等数据进行验证,并证实了之前研究中的一些错误观点,证明了Ce3NbO7+δ化合物并不存在。相关研究成果发表于Journal of Rare Earths, 2021, 39: 596-599.图1. (a) 合成样品,CeO2及CeNbO4的XRD谱图及精修结果;(b) 样品,CeO2及CeNbO4的XANES Ce L3 edge谱及线性组合拟合谱研究人员将化学计量比的CeO2和Nb2O5作为原料,利用基于大气氛围的高温固相法进行合成,得到产物。如图1所示,图a为产物及两种标准样的XRD图谱。图中数据和前人研究数据相吻合。经过XRD精修后,得到该产物主要含有54.8% wt%的CeO2和45.2 wt%的CeNbO4,对应的物质的量比为2.09:1。随后,该研究人员借助实验室台式XAFS谱仪测试了实验样品,CeO2、CePO4和Ce3NbO7+δ三种样品的Ce L3边XANES图谱,如图1b所示。CePO4的Ce L3 XANES展现了很强的白线峰特性,其吸收边位置在5725.8 eV。与之不同的是,CeO2主要包含三个低强度的峰,且吸收边位置在5726.7 eV。而合成产物的吸收边位置在5725.8 eV,介于Ce4+和Ce3+,说明样品中同时存在三价和四价的Ce离子。在通过线性拟合分析,以CeO2和CePO4的XANES谱图为基准,对样品的XANES谱图进行拟合,终得到非常理想的拟合结果。可以看出,根据线性拟合的结果,可以很好的重现样品的数据:0.65 CeO2和0.35的CePO4。这与之前XRD精修结果得到的四价和三价的Ce离子比例2:1较为吻合。综合精修XRD和XANES谱图,可以判定该样品的主要组成成分为CeO2和CeNbO4,而不会生成新的物质,诸如Ce3NbO7+δ等化合物。文章中,研究人员使用了美国easyXAFS公司的桌面式X射线吸收谱easyXAFS100+实现了对该样品的Ce L3 edge的XANES测试,同时结合Athena软件里面的线性组合拟合这一功能,实现了样品中主要成分的鉴定,得到了Ce4+和Ce3+的相对含量。该项研究为该领域中分析多组分的固体氧化物鉴定提供了重要的借鉴和指导意义。图2. easyXAFS公司的台式XAFS/XES谱仪实验室台式XAFS谱仪优势:1. 台式设计,可以在实验室内随时满足日常样品分析;2. LabVIEW软件脚本控制,附带7位自动样品轮, 可以同时进行多个样品或样品参数条件下的测试;3. 可集成辅助设备,控制样品条件,适用于对空气敏感的样品的检测或一些原位测试,如原位的锂电池或电催化实验测试,监测电/催化材料的结构变化;4. 台式XAFS/XES谱仪具有XAFS和XES两种工作模式,可快速切换,满足不同科研试验需求 5. 台式XAFS/XES谱仪测得的谱图效果可以媲美同步辐射数据,如图3所示,其测得的Ni元素的EXAFS,Ce和U元素的L3-edge的XANES谱图数据与同步辐射光源谱图效果完全一致;图3. (a, b)台式XAFS/XES谱仪与同步辐射光源测得的Ni EXAFS及傅里叶变换后R空间对比谱图, (c、d)Ce和U L3-edge XANES谱图数据对比图6. 多种型号和配置可选,满足不同科研要求;7. 操作便捷,维护成本低,安全可靠. 参考文献:[1] S. K. Sun, L. M. Mottram, N. C. Hyatt. On the existence of the compound “Ce3NbO7+δ” prepared under air[J]. Journal of Rare Earths, 2021, 39: 596-599.
  • 液态金属还原氧化石墨烯在生物传感中的应用
    Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing布鲁克纳米表面仪器部 李勇君 博士自室温和近室温液态金属(LMs)出现以来,此类材料因其软流体性质、高电子和热导率特性而受到研究者们越来越多的关注。其中,镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压等特性成为了LMs家族的典型代表之一,其可用于驱动表面化学反应,设计纳米结构等应用。到目前为止,众多研究者已经在 LMs 表面探索了多种反应,以生成基于层状材料和纳米粒子等不同涂层,但其表面在暴露于氧的情况下易形成天然氧化层而快速钝化,形成损害LMs导电性的绝缘表面,从而限制了在电化学和电子系统中的应用。因此,在LMs表面建立导电层,以实现高导电界面是对于需要电子、电荷转移这类应用的一种有前景和十分重要的策略。2021年11月,澳大利亚新南威尔士大学和中国香港大学的研究人员通过共晶镓(Ga)-铟(In)液态金属(EGaIn)与氧化石墨烯(GO)的界面相互作用成功实现了衬底上、单独GO的还原(rGO),合成了基于rGO与LM的核-壳复合材料(LM-rGO)。进一步,研究者通过布鲁克公司的原子力显微镜(AFM)、 峰值力扫描电化学显微镜(PF-SECM)、纳米红外光谱(nanoIR)、X射线能谱(EDS)等技术系统、详细地表征和讨论了LM对GO的还原能力,LM-rGO界面的相互作用,LM的界面传递,以及LM-rGO的电化学性能等,证实了LM−rGO是一种有效的功能材料和电极改性剂。最后,研究者基于LM-rGO开发出来的纸基电极实现了抗生物干扰的多巴胺选择性传感,展示了该低成本技术的商业应用前景。该项研究工作最终以“Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing”为题发表在2021年11月的《ACS NANO》杂志上。原文导读:研究背景:在过去十年中,自室温和近室温液态金属(LMs)出现以来,其在治疗学、微流体学、材料合成和催化等多个研究学科中得到了广泛的应用。作为LM家族的代表,镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压而倍受关注。具体而言,Ga基LMs的可调表面特性以及柔软、动态的界面使其成为合成多种材料的理想反应介质。基于Ga的LMs的另一个独特特性与Ga的不同氧化状态有关,这使得能够在电解或电流调节中调整氧化还原介导的合成路线。在界面上,LMs通常用于两种设想的合成路线:①作为柔软的超光滑模板,然后从表面剥离目标材料,②作为反应点和稳定载体,用于生成颗粒。将所有这些优点结合在一起,基于Ga的LMs可被视为有效的功能载体,为功能化合物的保留和生成提供了多功能界面。还原氧化石墨烯 (rGO) 是常用、流行的平面材料之一,其具有高导电性和跨平面的机械强度等特点。尽管研究者们已经提出了许多用于rGO 生产的方法,但开发一种高度可控的在室温下可行,并且对试剂的需求最少的还原方法仍然具有很大的前景。凭借其超反应性界面,可提供两种自由电子和离子,LMs 可能可以提供这样的反应介质,使 GO 薄膜和各种厚度的GO膜能够在室温下实现还原。一方面,LMs的动态可再生界面可用作重复使用的还原GO试剂,从而在无需任何外部输入(特别是施加电压)的情况下将成本和废物产生降至最低。 另一方面,LMs 的非极化表面可以轻松地从其表面捕获产生的 rGO,无需额外的化学步骤及可形成LM-rGO核-壳复合结构。在本研究中,研究者探索了共晶镓-铟 (EGaIn)和 GO 薄片之间的界面相互作用,考虑了不同的方法:包括利用 LMs 块体作为反应模板来还原GO 和利用LMs微颗粒作为的小型反应位点来合成复合材料。对于这两种情况,研究者都对 LMs表面的 rGO 进行了广泛的表征,以全面了解还原 rGO的特征和组成。 最后,研究者将合成的LM-rGO 微颗粒复合物用于标准电化学电池和电化学纸基分析装置 (ePAD) 中的传导表面改性修饰剂,用于在存在其他生物干扰的情况下对多巴胺 (DA) 进行选择性生物传感和检测。结果及讨论:为了研究LM对GO的界面影响,研究者考虑了不同的实验条件,包括使用LM块体作为软介质来还原不同厚度的GO膜、单独的膜,以及利用LM微液滴作为还原剂核心来生成LM-rGO核−壳复合结构。1. 衬底上GO膜的LM还原研究图1 a, 显示了衬底(Si/SiO2)上GO放入LM中还原的方法。通AFM表征还原前后的GO单层膜发现:LM处理后,单层膜膜厚从1.2 nm减小到了0.6 nm,膜厚的减小可归因于GO还原后变形的sp3碳结构和各种含氧官能团的去除。另外,通过对另外两个GO和rGO样品的AFM图像进行厚度统计分析,研究者进一步证实了暴露于LM后GO单层的厚度减少(图2,原文补充信息Figure S2)。在石墨结构的拉曼光谱中,D带(ID)和G带(IG)的强度之比被认为是石墨烯层内缺陷的指标,拉曼光谱显示LM还原前后的ID/IG从0.89变化到1.2,同时结合ID/IG拉曼成像(图1. d、e)可以进一步确认LM相对均匀地还原了GO单层。在这种方法中,LM大部分在设计的原电池中既是导体又是电解液。换句话说,导体本身可以提供一个充满离子和反应性金属位置的环境,而不是使用外部介质来移动负责电偶反应的电荷载体。LMs的柔软性还提供了液体块体和目标基板之间的有效界面接触,使所需的金属物种易于在表面上接触。图1. (a)基于衬底的GO的LM还原方法示意图 AFM图像:(b)暴露于LM前的GO样品和(c)LM反应后获得的rGO样品 (d)衬底上的GO和(e)浸入LM后获得rGO的拉曼光谱测量,D带和G带的表面拉曼成像及相应的ID/IG成像。图2. Si/SiO2衬底上不同样品的AFM成像和厚度分析:(a-b)LM还原前的GO样品和(c-d)LM还原后的rGO样品。2. 单独GO膜的LM还原研究为了进一步探索开发的基于LM的工艺能力,研究者探索了其独立薄膜GO的LM还原潜力。图3 a,显示了制备独立GO膜的LM还原方法。拉曼光谱证实了还原的有效性(图3c)。为了研究暴露于EGaIn前后表面官能团的分布,转移的厚rGO样品(~1.6 μm, 原文Figure S3-nanoIR表征的测量膜厚度)被进一步通过纳米红外光谱(nanoIR)进行了表征。如图3d所示,纳米红外成像是一种基于AFM的高空间分辨率化学成像和光谱研究技术,其中脉冲红外激光用于产生光热诱导共振和热膨胀。光吸收引起的膨胀激发了AFM悬臂梁的共振振荡,悬臂振荡的振幅正比于相应波长的红外光谱吸收。该技术被用于在高空间分辨率下评估GO和rGO样品中表面官能团的分布。从GO的纳米红外光谱(图3f)中可以看出,羰基峰1730 cm−1(C=O)具有很高的纳米红外振幅, 纳米红外成像也显示了GO表面上相对均匀的羰基分布。另外,GO样品的纳米红外光谱在1615 cm−1处也显示出明显的峰值,对应于GO中的C=C。同样,纳米红外光谱成像也显示了C=C分布的均匀性。GO和rGO之间的主要区别在于:rGO样品纳米红外光谱中羰基峰的消失(图3e),证实了厚GO样品的成功还原。纳米红外光谱中剩余的C=C振动(1593 cm−1),源自石墨烯环,在rGO纳米红外成像中也显示出高振幅和适当的分布(图2e)。最后,表征研究结果证实基于LM还原工艺也可以用于生成独立的rGO膜。图3.(a)单独GO的LM还原方法示意图 (b)单独GO膜的照片;(c)在暴露于LM之前和之后的GO薄膜拉曼光谱 (d)纳米红外光谱原理示意图 (e)浸入LM后获得rGO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=C分布纳米红外成像 (f)浸入LM前GO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=O、C=C分布纳米红外成像。3. LM-rGO复合材料的制备及表征为了探究GO还原过程的适用性,并在实际功能应用中了解LM微颗粒的还原能力,研究者进一步研究了在酸性GO悬浮液中通过超声波处理制备的LM-rGO复合材料。其合成过程的示意图如图4a所示。研究者通过透射电镜(TEM)证实并研究了LM-rGO核-壳结构,如图4b所示,球形LM颗粒被稳定的石墨片壳包裹,这表明粒子和LM颗粒表面的有效相互作用。另外,研究者也通过X射线能谱(EDS)完成了Ga, In,C,O元素的分析,EDS结果进一步证实了LM颗粒表面存在碳层和rGO片层的全覆盖。图4. (a) LM-rGO复合材料合成过程示意图 (b)LM-rGO核−壳结构的TEM图像 (c) SAED分析和HR-TEM图像 (d) LM-rGO不同放大倍数和角度下的SEM图 (e) LM-rGO表面的镓、铟、碳和氧元素的EDS成像。另外,为了收集更多关于合成复合材料元素组成的信息,研究者通过X射线光电子能谱(XPS)也对GO和LM-rGO复合材料进行了详细的研究。研究者也通过传统宏观傅里叶红外光谱(FT-IR)对LM-rGO表面官能团进行了研究,表明GO含氧官能团被广泛去除。4. LM-rGO复合材料的电化学行为由于LM-rGO复合材料具有高表面积、高活性界面和导电性等特点,可将合成的材料作为电活性改性修饰剂。因此,研究者在玻璃碳电极(GCE)和丝网印刷纸电极(PEs)上进行了大量的电化学性能评价,以探索LM基改性剂与纸张技术的相容性,以及开发低成本生物传感器的可能性。在这两种情况下,研究者采用电化学行为已知的亚铁氰化钾作氧化还原探针,并从电化学阻抗谱(EIS)响应、电活性表面积的变化等方面评估了改性剂对电化学性能的影响,并利用循环伏安法、微分脉冲伏安法、方波伏安法等多种电化学技术进行了表征。结果显示:LM-rGO改性修饰后的电极优于GCE和PE裸电极,证实了改性剂LM-rGO的优良电化学特性。另一方面,研究者也通过峰值力扫描电化学显微镜(PF-SECM)在纳米尺度对LM- rGO复合材料与电解溶液的界面电导率进行了评估,并研究了其表面的局部电化学活性。在PF-SECM方法中,利用AFM探针的纳米尖端和利用样品表面与针尖之间发生的可逆氧化还原反应,可以研究电荷转移的动力学。AFM探针纳米尖端可以实现表面高空间分辨率的电化学成像。PF-SECM操作示意图如图5a (原文Figure S9),PF-SECM工作在布鲁克专利的峰值力轻敲(PFT)模式下,该模式下纳米探针在一定振幅和频率下振荡,以收集样品的形貌和导电性等信息。PF-SECM模式使用“interleave mode”,在每个振荡实例中,探针被提升到样品上方250 nm的距离。当探针从样品表面提升时记录探针尖端电流,而该探针在样品表面一定距离的电流,可用来表征样品表面电化学活性。本研究中,六胺钌氧化还原反应被用于PF-SECM成像。图5b显示了LM-rGO复合材料的形貌。图5c显示了与样品表面接触时的针尖电流,该电流既反映了样品在电解溶液中的界面局部电导率,又反映了样品表面的电化学活性。纯电化学活性数据(图5d)为AFM探针从样品表面250 nm提升高度处的探针测量电流,这证实了电荷转移可能发生在整个表面。LM-rGO微颗粒边界具有较大电化学活性,并与附近颗粒的壳相互连接。边界处电流的轻微增加是由于这些边界代表样品中的低洼区域(如山谷形状),具有高有效表面积,可再生还原剂六胺钌。PF-SECM测量结果显示LM-rGO在纳米尺度具有良好的整体电化学活性,电流可达1.7 nA。图5. PF-SECM原理和LM-rGO粒子PF-SECM分析结果:(a)PF-SECM工作原理示意图(RE、CE和WE分别对应于参比电极、对电极和工作电极);(b) LM-rGO微粒的AFM图像;当针尖位于样品表面(c)(此处的电流代表界面电导率和电化学活性)和距离样品表面250 nm高度(d)(代表样品和电解质之间界面的电化学活性)时,针尖电流成像。5. 多巴胺的选择性传感在完成了前述的详细研究后,在抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)存在的情况下,研究者采用了多巴胺(DA,重要的神经调节剂之一)进行了LM-rGO修饰电极用于DA检测的适用性和选择性评估。LM-rGO修饰,rGO修饰 (ErGO)和裸GCE电极的电化学EIS光谱被用来显示LM- rGO复合物中每个组件的作用。如图6a所示,ErGO显示表面DA反应的Rct值仍然较高(50.7Ω)。然而,在LM-rGO中, Rct值为20.3 Ω。这一观察结果证实了LM在系统电化学性能中的作用,与ErGO相比,LM产生的混合物对电荷转移的阻力更小。为了探索LM-rGO的作用,研究者将修饰剂、裸电极和修饰电极暴露于含有DA、AA和UA混合物的溶液中,然后记录了电化学信号(DPV和CV)。图6b、c、h显示了从裸电极, LM-rGO 修饰GCE和 PE的信号。结果可以看出:对于裸电极,DA、AA和UA的氧化还原峰显示出重叠和接近。然而,在修饰后,在不同的电位窗口中可观察到每种化合物相应的分离峰,因而证实在存在其他干扰化合物的情况下,直接测定DA成为可能。另外研究者也通过FT-IR测量了DA、AA和UA与LM-rGO的特定相互作用(图5f)。LM-rGO的FT-IR光谱显示,LM-rGO在低波数区(低于900 cm-1)尤其是在667 cm-1(代表Ga−OH基团) 表现出剧烈变化。LM-rGO表面的Ga−OH还原仅在存在AA中观察到,这为选择性峰移机制提供了证据。UA向高电位的选择性转移来源于LM-rGO表面剩余负电荷基团和带负电荷的UA分子之间的电荷排斥作用。因此,这种表面相互作用因为AA和UA的峰移,从而增强了DA的选择性。为了获得最大的传感响应,研究者对修饰材料的用量进行了优化。在最佳修饰膜厚度下,研究者获取了LM-rGO修饰GCE和PE的DA定量测定校准曲线。根据图6d,i中提供的结果,该传感器可定量测量100 nM至1500μM(GCE)和400 nM至750μM(PE)范围内的DA浓度水平,GCE和PE的灵敏度分别为30和100 nM。与GCE相比,尽管PE具有更高的电活性表面积,但观察到的动态范围更窄,灵敏度更低,这是由于PEs中已知的耗尽效应和有限的扩散。在不同浓度水平的DA和其他干扰化合物(包括AA、UA和葡萄糖(GLU),高浓度1.0 mM)共存的情况下,研究者也对界面选择性也进行了评估。图6e结果显示,DA的原始信号不会受到其他干扰物的影响,目标分析物DA的测量具有良好的选择性。最后,研究者在人血清样本中进一步研究了该传感器用于DA生物传感的适用性和选择性,结果证明:研究者设计的传感器在如此复杂的生物基质中的具有良好的准确度和精确度。图6.(a)裸GCE(i),LM-rGO修饰的GCE(ii)和ErGO修饰GCE(iii)的EIS光谱(DA用作电化学探针);LM-rGO对GCE表面进行修饰前后,含有AA、DA和UA的混合物的CV(b)和DPV(c)信号;(d) LM-rGO修饰GCE的校准曲线,DA浓度从0到1500μM不等;(e)LM-rGO修饰GCE上进行的DA选择性试验,AA和UA浓度为1 mM;(f)LM-rGO,LM-rGO暴露于AA、UA和DA的FT-IR光谱;(g)ePAD的结构图像和 LM-rGO修饰前后PE表面的显微图像;(h)LM−rGO进行表面修饰前后,含有DA、UA和AA混合物的DPV测量信号;(i)LM-rGO修饰PE的校准曲线,DA浓度从0到750μM不等;分别使用Ag/AgCl和碳准参比电极测量从GCE和PE获得的电化学信号。 研究结论:在本研究中,研究者探索了室温LMs和GO薄片之间的界面相互作用。证明了LM和GO之间存在很强的电偶相互作用,这可以用于生成rGO单层膜和rGO厚膜。研究者对所制备的rGO样品进行了AFM,nanoIR, EDS和PF-SECM等详细表征,实验结果确认通过LM能均匀有效地还原GO薄片。研究者所提出的基于LM的rGO生产方法,有望实现rGO独立膜和衬底支撑单层膜的简易合成。此外,这种界面作用也被用于合成LM-rGO核−壳复合结构。研究者对LM-rGO修饰电极进行的电化学表征显示在AA和UA存在下LM-rGO修饰电极对DA具有良好的选择性,可用于生物传感。总之,本研究显示了LMs对GO薄片室温的还原能力,以及展示了构建功能性应用的可能性。类似利用LMs的界面特性的工艺,可以在未来的研究和工业应用中具有大量潜在应用前景。Bruker公司的AFM,nanoIR,PF-SECM,EDS等纳米技术手段因其高空间分辨率的形貌,纳米光谱和化学成像,纳米电化学,纳米元素分析的能力,将为各类复合材料纳米结构的界面研究提供新的多样化表征手段和研究方法。原文链接:Mahroo Baharfar, Mohannad Mayyas, Mohammad Rahbar, Francois-Marie Allioux, Jianbo Tang, Yifang Wang, Zhenbang Cao, Franco Centurion, Rouhollah Jalili, Guozhen Liu, and Kourosh Kalantar-Zadeh,Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing,ACS Nano,(2021)15 (12), 19661-19671https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06973?ref=PDF
  • 实验室台式吸收谱(XAFS)助力阳离子无序岩盐材料在容量和循环稳定性研究中取得重要进展
    阳离子无序岩盐 (DRS) 材料因具有优异的初始可逆性和较为容易的 Li+嵌入及较高速率的嵌入脱出结构,而被广泛应用和研究。然而,迄今为止,引入的所有 Li-rich氟氧化物都存在循环寿命短和严重的容量衰减等问题。在无序的岩盐结构中,锂离子的传输路径主要通过四面体位点的网络进行传输,在这个路径上没有过渡金属离子。没有过渡金属,就意味着没有静电排斥,有利于离子传输。而该类材料循环寿命短和严重的容量衰减等问题主要源于阴离子氧化还原问题。通过高价态Ti离子替代和F-离子替代,可有效的提升电池的循环寿命。基于此,德国卡尔斯鲁厄理工大学的Maximilian Fichtner教授及其他合作者成功的结合了利用高价Ti4+离子及部分F-离子取代O2等策略,使得该材料展现了长循环条件下更加优异的电化学性能和库伦效率。Ti4+离子的存在,使得正材料中无序岩盐结构的形成,而低价态F的存在可以实现电荷平衡(与Mn2+配位)。值得注意的是,该团队利用了台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS(台式easyXAFS300+,美国easyXAFS公司),成功的揭示了电化学反应中,Ti元素和Mn元素的价态变化,进一步验证了高价Ti离子和部分F离子替代后策略背后的作用机理,相关研究成果发表于Chemistry of Materials (https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c02334)。图1. (a) 不同Ti含量样品的Ti k edge XANES对比谱图(b)XANES放大图谱(c)不同Ti含量样品的Mn k edge XANES对比谱图(d)XANES放大图谱先,该课题组通过利用高能球磨法,制备了一系列的Li2MnIIIO2F,Li2Mn1/3IIMn1/3IIITi1/3IVO2F,Li2Mn1/2IITi1/2IVO2F, 和Li2Mn1/3IITi1/3IIITi1/3IVO2F样品,分别标记为0%Ti,33% Ti,50% Ti和66% Ti样品。该团队利用X射线吸收谱(台式easyXAFS300+,美国easyXAFS公司)来进行表面化学分析。如图1所示,1a展示了Ti k edge吸收谱,通过与标样的指纹峰对比,可以发现33% Ti,50% Ti样品的吸收边位置与TiO2接近,而66% Ti样品的吸收边位置向低能的Ti2O3靠近,图1b展示的更为清楚仔细。以上数据证明,33% Ti,50% Ti样品中的Ti离子主要以Ti4+存在,而66% Ti样品主要以Ti3+/4+混合态存在,且Ti3+的含量不容忽视。而图1c和1d展示是Mn k edge XANES谱图。0%Ti样品Mn的吸收边位置与Mn2O3接近,而66%Ti样品的吸收边位置与MnO接近。证明0%Ti和66%Ti样品中Mn的价态分别为+3价和+2价。而33% Ti和50% Ti样品中的Mn主要为+3价和+2价的混合价态。其中50% Ti样品的吸收边位置向MnO靠近,说明Mn(II)在50% Ti样品中的占比比66%Ti样品中的大。以上这些数据证实了研究人员的猜想,原始样品中的Ti原子主要倾向于+4价,而对于高Ti含量的样品,部分Ti原子会以+3价存在。而+4价Ti的存在会导致材料中+2价Mn的存在,进而促使材料整体容量的提升。通过Ti的替代作用,提供了网格结构框架,不仅可以有效的提升结构的稳定性,还可以实现整体的优异电化学性能。由其他数据及电化学性能表征可以得出,Li2Mn2/3Ti1/3O2材料的形成在材料的结构稳定性中起关键作用。使用优化的 Ti含量替代的样品,其容量可以在100 次循环后,仍保持为 192 mAh g−1 (∼653 Wh kg−1),200次循环后保持136 mAh g−1 (∼462 Wh kg−1),这为今后开发同时兼具良好的能量和功率密度提供了良好的技术支持。图2. easyXAFS公司的台式XAFS/XES谱仪实验室台式XAFS谱仪优势:1. 台式设计,可以在实验室内随时满足日常样品分析;2. LabVIEW软件脚本控制,附带7位自动样品轮, 可以同时进行多个样品或样品参数条件下的测试;3. 可集成辅助设备,搭配原位池,可实现高压、气体氛围、电化学等条件下的测试(已辅助客户成功验证),实现原位表征测试。4. 台式XAFS/XES谱仪具有XAFS和XES两种工作模式,可快速切换,满足不同科研试验需求 5. 台式XAFS/XES谱仪测得的谱图效果可以媲美同步辐射数据,如图3所示,其测得的Ni元素的EXAFS,Ce和U元素的L3-edge的XANES谱图数据与同步辐射光源谱图效果完全一致;图3. (a, b)台式XAFS/XES谱仪与同步辐射光源测得的Ni EXAFS及傅里叶变换后R空间对比谱图, (c、d)Ce和U L3-edge XANES谱图数据对比图6. 多种型号和配置可选,满足不同科研要求;7. 操作便捷,维护成本低,安全可靠. 参考文献:[1] Shirazimoghadam Y , Kharbachi A E , Fichtner M . Towards Better Stability and Reversibility of Mn2+/Mn4+ Double Redox Activity in Disordered Rocksalt Oxyfluoride Cathode Materials[J]. ECS Meeting Abstracts, 2021, MA2021-01(4):251-251.
  • 成果速递 | 新一代实验室台式XAFS谱仪助力能源存储材料研究与应用
    X射线吸收精细结构(X-ray absorption fine structure,XAFS)作为一种先进的X射线应用技术(图1a),近年来应用和影响十分广泛。然而,与大多数其他光谱方法不同,XAFS技术主要用于在的设施上进行的一些研究,即同步辐射光源,而不为一般实验研究人员所获得。为了方便研究人员在实验室内进行XAFS测试,在过去的几十年里,实验室用的台式XAFS仪器发展迅速,尤其是近期根据美国华盛顿大学Gerald Seidler教授等人的总体概念而设计成功的实验室用台式XAFS谱仪(图1b),它以罗兰环为基本几何构型,并使用球形弯曲晶体分析仪(SBCA)。2015年基于该设计的easyXAFS公司正式成立(图1c),并在XAFS仪器的设计和性能方面进行了多方的改进,致力于商用实验室台式XAFS谱仪在全球的推广和应用。具体来说,他们在仪器内部集成了一个更高功率的X射线源,增长了光源和检测器支架的长度,通过旋转实现了SBCA位置的跟踪 (移除了一个机械自由度),并采用了Gerald Seidler教授和Devon Moretensen博士共同提出的无倾斜光学对准技术,再次移除了两个额外的机械自由度。这些优化大地降低了仪器的机械自由度,实现了更大的计数率/光通量和更宽的布拉格角范围,仪器的稳定性显著增强且更易于使用,使扩展的X射线吸收精细结构(EXAFS)测量和分析次在实验室内成为了可能,适用于较宽的能量范围和解决各种实验室研究问题(详细请见图1 d-g)。图1. (a) XAFS技术示意图;(b)罗兰环单色器设计;(c)easyXAFS公司台式XAFS谱仪及创始人Devon Mortensen (d-g) XAFS300+型号XAFS谱仪内部结构图作为一项具前途的应用领域,电能储存的发展离不开XAFS谱学表征。X射线吸收近边结构(XANES)作为一种有力的表征,可在不同的细节水平上研究电池材料的电子特性。例如,常规方法使用XANES评估电池材料在循环过程中的氧化还原可逆性;此外,许多XANES的例子也表明其可解决更复杂的形态研究,包括镍钴铝氧化物正材料的锂化动力学,辨别在锂锰晶石电中的可溶锰离子,评估锂硫电池中硫化物沉淀和活性物质利用不足的情况,并作为预测锂硫电池的次优容量的重要依据。图2. (a) 使用台式XAFS谱仪和同步辐射光源获得的VOPO4电池电材料中V元素的K边的XANES谱图对比;(b)使用台式XAFS谱仪获得的NMC电池电材料中Ni元素在充放电状态下的K边的XANES谱图对比;(c,e, f)不同充电状态下NMC中Ni, Mo和Co元素的XANES谱图;(d)不同充电速率下Ni元素的K边位置对比多种因素表明锂离子电池(LIB)正材料可作为实验室X射线吸收谱仪的理想系统。这是因为典型的正金属氧化物层的厚度通常会给出X射线吸收边步长 ?μx ~1 - 2, 表明其进行XAFS分析研究是可行的。另外,目前锂电池正材料的电化学活性元素通常为3d过渡金属,其K边能量一方面足够高,使得一些空气衰减完全可以接受,另一方面又足够低,使SBCA和其它基于布拉格方程的能量分析器仍然有很好的效率。在这里,我们展示了几个XAFS研究的结果,这些包括一些代表性能源存储材料的XANES分析(图2a),原位电池研究(图2b-f),超电容器电材料研究(图3a-f)以及对照金属箔EXAFS谱图(图3 g-j)。这些研究结果有力地证明了实验室实用性XAFS光谱仪可以广泛适用于众多样品透射模式下的XAFS分析。 图2a中为使用实验室XAFS谱仪和同步辐射光源获得的VOPO4的XAFS谱图,两者非常一致,并且一些对阐明金属中心的分子对称性非常重要的XANES前边缘特征的细节信息也都可清晰获得体现。图2b为两种不同状态(充/放电)的NMC电材料中Ni金属的XANES,两者存在着非常明显的区别。其两个吸收峰边缘位置的明显变化, 通常可归因于Ni元素在充放电状态下氧化态的变化,证实了台式XAFS谱仪在锂电池正材料中特定元素氧化还原行为监测上的突出能力。另外,我们还证实,基于现代实验室日常分析的XAFS谱仪不仅可应用于非原位锂电池电材料的氧化态表征,也可用于与工业应用相关的标准锂电池包充放电速率影响的原位研究。如图2 c-f所示,使用台式XAFS谱仪在实验室环境下通过XANES进行研究,可以观察NMC电池材料中Ni元素在较高的电池充电速率下其氧化态的变化,甚至支持快速充放电研究, 并可拓展到其它储能研究中的应用(如超电容器)。华盛顿大学的曹国忠教授等人使用实验室台式XAFS研究了三种不同的类型导电聚合物(V?-V2O5/PANI, V?-V2O5/PEDOT和V?-V2O5/PPy)包裹的V2O5纳米纤维在聚合过程中在界面处生成?的情况(图3 a-f)。这些表面的V?会形成一个局部的电场,促进V?-V2O5/PPy纳米微粒的电荷转移动力学,且伴生的V4+和V3+还可以催化氧化还原反应,显著地提高超电容器的整体性能。通过对三种不同CP涂层的异同进行了比较和讨论发现,V?在CP中的分布取决于其聚合条件和包覆厚度。另外,研究人员将XAFS和XPS技术有机结合起来,全面的阐述了V?在表面层和体中的存在及其对电化学的影响,这种改善的电材料的电荷转移动力学有望用于下一代储能系统中。图3. (a-c) 使用台式XAFS谱仪得到的V?-V2O5/PANI, V?-V2O5/PEDOT和V?-V2O5/PPy中V元素的XANES谱图对比;(d)V?-V2O5/PANI的SEM图像及XANES;(e)KVOH和VOH的XRD和V元素的XANES谱图对比;(f)使用XPS和XANES表征V?-V2O5/PEDOT计算的得到的V2O5中氧空位的含量对比;(g-j)使用台式XAFS谱仪得到的V箔片的EXAFS谱图及其R和k空间变换谱图这种可以在不改变锂电池包结构或使用与快速充电应用相关的时间分辨技术下进行原位分析的技术,可以用来评估一些模型系统的充放电和健康状态。与传统同步加速器相比反馈速度更快,如带有多价电荷载体的电池或负离子氧化还原机制,在这些模型中电荷转移位点通常是不明确的。作为未来的发展方向, 基于实验室的XAFS研究模式可以作为电池退化机制研究的一个有用研究模型(其通常需要频繁和长期的XAFS分析和监测),加速新材料的发现和LIBs的操作模式的改进。参考文献:[1] An improved laboratory-based x-ray absorption fine structure and x-ray emission spectrometer for analytical applications in materials chemistry research. Rev. Sci. Instrum. 90, 024106 (2019).[2] Laboratory-Based X-ray Absorption Spectroscopy on a Working Pouch Cell Battery at Industrially-Relevant Charging Rates. Journal of The Electrochemical Society, 166 (12) A2549-A2555 (2019).[3] Interface Engineering V2O5 Nanofbers for High-Energy and Durable Supercapacitors. Small 2019, 15, 1901747.[4] Structural engineering of hydrated vanadium oxide cathode by K+ incorporation for high-capacity and long-cycling aqueous zinc ion batteries. Energy Storage Materials 29 (2020) 9–16.[5] Tailoring Energy and Power Density through Controlling the Concentration of Oxygen Vacancies in V2O5/PEDOT Nanocable Based Supercapacitors. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16647?16655.[6] V2O5–Conductive polymer nanocables with builtin local electric field derived from interfacial oxygen vacancies for high energy density supercapacitors. J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 17966.
  • 前沿丨看新一代实验室台式XAFS谱仪如何在众多领域大放异彩!
    随着同步辐射光源(Synchrotron X-ray light sources)的大量应用,XAFS技术(包含XANES(X-ray absorption near-edge structure)和EXFAS (Extended X-ray absorption fine structure ))逐渐发展成为一种非常实用的结构分析方法。XAFS对中心吸收原子的局域结构(尤其是在0.1 nm范围内)及其化学环境十分敏感,因而可以在原子尺度上给出某一特征原子周围几个临近配位壳层的结构信息,包括配位原子种类及其与中心原子的距离、配位数、无序度等,在物理、化学、材料、生物和环境科学等领域发挥着难以替代的作用。然而,由于XAFS技术通常依赖于同步辐射X射线光源,大地限制了XAFS技术在各领域的广泛应用。近年来,实验室用台式XAFS谱仪的出现,使得在实验室日常使用XAFS技术进行材料的精细结构分析成为了可能。2013年台实验室用台式XAFS谱仪诞生于美国华盛顿大学物理系Gerald T. Seidler教授课题组,并于2015年成立了easyXAFS公司,致力于实验室用台式XAFS谱仪在全球的推广和应用(图1)。台式XAFS谱仪采用了有的X射线单色器设计,无需使用同步辐射光源,在常规的实验室环境中即可实现X射线吸收精细结构的测量和分析,以高的灵敏度和光源质量,得到了可以媲美同步辐射水平的X射线吸收谱图,实现对元素的定性和定量分析、价态分析、配位结构解析等。图1. easyXAFS公司创始人Gerald Seilder教授及台式XAFS/XES谱仪实物图 实验室台式XAFS谱仪的多领域应用使用台式X射线吸收精细结构谱仪,研究人员将不再依赖同步辐射光源,可在实验室内日常使用XAFS技术研究材料中感兴趣的活性金属元素和电子结构信息,包括氧化态和化学键共价性(XANES),以及配位数,电子授体和原子间距等(EXAFS)。主要用于催化剂、电池能源、陶瓷、环境材料、放射性核素、矿物、地质材料等价态和化学配位环境的变化表征。1. 电能存储作为一项具前途的应用领域,电能储存的发展离不开XAFS谱学表征。X射线吸收近边结构(XANES)作为一种有力的表征,可在不同的细节水平上研究电池材料的电子特性。例如,常规方法使用XANES评估电池材料在循环过程中的氧化还原可逆性(如图2);此外,许多XANES的例子也表明其可解决更复杂的形态研究,包括镍钴铝氧化物正材料的锂化动力学,辨别在锂锰晶石电中的可溶锰离子,评估锂硫电池中硫化物沉淀和活性物质利用不足的情况,并作为预测锂硫电池次优容量的重要依据。图2. (a) 使用台式XAFS谱仪和同步辐射光源获得的VOPO4电池电材料中V元素的K边的XANES谱图对比;(b)使用台式XAFS谱仪获得的NMC电池电材料中Ni元素在充放电状态下的K边的XANES谱图对比;(c,e, f)不同充电状态下NMC中Ni, Mo和Co元素的XANES谱图;(d)不同充电速率下Ni元素的K边位置对比。 多种因素表明锂离子电池(LIB)正材料可作为实验室X射线吸收谱仪的理想系统。这是因为典型的正金属氧化物层的厚度通常会给出X射线吸收边步长 ∆µx ∼1 - 2, 表明其进行XAFS分析研究是可行的。另外,目前锂电池正材料的电化学活性元素通常为3d过渡金属,其K边能量一方面足够高,使得一些空气衰减完全可以接受,另一方面又足够低,使SBCA和其它基于布拉格方程的能量分析器仍然有很好的效率。华盛顿大学的曹国忠教授等人使用实验室台式XAFS研究了三种不同的类型导电聚合物(Vö-V2O5/PANI, Vö-V2O5/PEDOT和Vö-V2O5/PPy)包裹的V2O5纳米纤维在聚合过程中在界面处生成ö的情况(图3 a-f)。这些表面的Vö会形成一个局部的电场,促进Vö-V2O5/PPy纳米微粒的电荷转移动力学,并且伴随的V4+和V3+还可以催化氧化还原反应,结果显著地提高超电容器的整体性能。通过对三种不同CP涂层的异同进行了比较和讨论发现,Vö在CP中的分布取决于其聚合条件和包覆厚度。另外,研究人员将XAFS和XPS技术有机结合起来,全面的阐述了Vö在表面层和体中的存在及其对电化学的影响,这种改善的电材料的电荷转移动力学有望应用于下一代储能系统中。图3. (a-c) 使用台式XAFS谱仪得到的Vö-V2O5/PANI, Vö-V2O5/PEDOT和Vö-V2O5/PPy中V元素的XANES谱图对比;(d)Vö-V2O5/PANI的SEM图像及XANES;(e)KVOH和VOH的XRD和V元素的XANES谱图对比;(f)使用XPS和XANES表征Vö-V2O5/PEDOT计算的得到的V2O5中氧空位的含量对比;(g-j)使用台式XAFS谱仪得到的V箔片的EXAFS谱图及其R和k空间变换谱图。 2. 催化领域台式X射线吸收精细结构(XAFS)技术可以解决的催化科学相关问题有:1)深入研究催化剂材料的构效关系,是发表好文章的必备条件之一;2)深入开展催化剂表征研究,尤其是单原子催化剂,能够加强科研水平,为课题申请和顺利完成提供良好的技术支持;3)XAFS可与XPS技术结合使用,全方面的了解催化剂材料表面和体相中元素的价态和配位信息;4)可搭配定制XAFS原位反应池,实时监测催化反应中催化剂价态配位等信息的变化,为催化机理的阐释提供数据支持。图4. (a) 使用台式XAFS谱仪获得的Ni, Cu, Pt等材料的XANES和EXAFS谱图及其与同步辐射光源获得数据对比 3. 其他领域(地质,环境,放射化学等)除了能源存储之外,台式XAFS谱仪还被广泛应用于地质学,环境领域(XES,Cr/As元素的价态分析),放射化学(Ce, U元素的价态分析)等,如下图5所示。图5. 使用台式XAFS谱仪获得的不同矿石材料的Fe的XANES谱图, 不同材料Cr元素的XES谱图,以及材料中Ce和U元素的XANES谱图及其与同步辐射数据比较 4. X射线发射谱XES的应用除此之外,X射线发射谱(XES,X-ray emission spectroscopy), 又可称为波长色散X射线荧光谱(WDXRF,Wavelength dispersive x-ray fluorescence spectroscopy), 通过对特定元素内层电子受激发后外层电子弛豫过程中发射的X射线荧光能量和强度进行分析,也可以的给出分析原子的氧化态,自旋态,共价,质子化状态,配体环境等信息。由于不依赖于同步辐射,且得益于特有的单色器设计,可以在实验室内实现高分辨宽角高通量的XES元素分析(包括P, S, V,Zn, Cr, Ni, As, U, etc. )。如图6所示,通过对不同化合物中P元素的特征Kα和Kβ轨道能的XES谱图进行定性和定量,可以方便的得到InP量子点中的P元素价态及表面缺陷信息,相比于NMR等技术更加简单方便。其他的实例还包括使用特征S元素的 Kα XES谱图对不同生物炭中的低含量S元素进行不同价态(氧化态)的定性定量分析,V, As, U, Zn的特征XES谱图,和通过Cr元素特征Kα XES谱图对塑料中重金属铬元素的价态进行分析等等。图6. 通过台式XAFS/XES谱仪测得的P元素特征Kα和Kβ轨道能的XES谱图对InP量子点表面缺陷进行定性和定量分析 实验室台式XAFS谱仪优势:1. 台式设计,可以在实验室内随时满足日常样品分析; 2. LabVIEW软件脚本控制,附带7位自动样品轮, 可以同时进行多个样品或样品参数条件下的测试;3. 可集成辅助设备,控制样品条件,适用于对空气敏感的样品的检测或一些原位测试,如原位的锂电池或电催化实验测试,监测电/催化材料的结构变化; 4. 台式XAFS/XES谱仪具有XAFS和XES两种工作模式,可快速切换,满足不同科研试验需求 5. 台式XAFS/XES谱仪测得的谱图效果可以媲美同步辐射数据,如图7所示,其测得的Ni元素的EXAFS,Ce和U元素的L3-edge的XANES谱图数据与同步辐射光源谱图效果完全一致;图7. 台式XAFS/XES谱仪与同步辐射光源测得的(a, b)Ni EXAFS, (c)Ce和U L3-edge XANES谱图数据对比6. 多种型号和配置可选,满足不同科研要求;7. 操作便捷,维护成本低,安全可靠; 参考文献:1. Guozhong Cao, et al., Energy Storage Materials 2020.2. Neil C. HYATT,et al., Journal of Geosciences, 2020.3. Jahrman, Seidler, et al., J. Electrochem. Soc. 2019.4. Jahrman, Holden, et al., Rev. Sci. Instrum. 2019.5. Bès, Ahopelto, et al., J. Nucl. Mater. 2018.6. Mundy, Cossairt, et al.,Chem Mater 20187. Jahrman, Seidler, and Sieber, Anal. Chem., 20188. Holden, Seidler, et al., J. Phys. Chem. A, 2018.9. Stein, Holden, et al., Chem. Mater., 2018.10. Padamati, Angelone, et al., JACS, 201711. Mortensen, Seidler, et al., Phys Rev B, 2017.12. Valenza, Jahrman, et al., Phys Rev A, 201713. Mortensen, Seidler, et al., XAFS16 conference proceedings.14. Seidler, Mortensen, et al., XAFS16 conference proceedings.15. Seidler, Mortensen, et al., Rev. Sci. Instrum. 2014.
  • 赛默飞世尔水质分析仪器即将参加第十三届北京分析测试学术报告会及展览会BCEIA
    赛默飞世尔科技环境仪器部水质分析仪器,将参加于2009年11月25日至11月28日举办的第十三届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA)。此次赛默飞世尔科技将携带OrionOrion和Eutech优特两大系列参展,产品包括: Orion: 1.Dual Star 双通道pH / 离子浓度测量仪 2.5-Star pH / ORP / 离子浓度/ 电导率/ 溶解氧(DO)多参数测量仪 3.3-Star pH / ORP 测量仪 4.BOD AutoEZTM 全自动分析仪 5.AQ4000 精密防水型便携式多参数水质分析仪 6.AQ3010浊度计 7.F090经济型氟离子浓度测量套装 8.Orion ROSS,Sure Flow,ISE等电极 Eutech: 1.pHTestr 30测试笔 2.ECOScan pH6+便携式pH计 3.EcoTestr pH 1测试笔 4.CyberScan pH510台式pH计 5.CyberScan DO110便携式溶解氧仪 6.CyberScan PCDD6500多参数台式仪 欢迎您届时前往北京展览馆2号馆2102-2109展位,我们的专业人员将会向您介绍全球最先进的水质分析技术和解决方案。同时,我们也准备了丰厚的礼品,感谢您一直以来对于赛默飞世尔科技的关注!希望您与我们携手,一切让世界更健康、更清洁、更安全! *促销:在展会上订购Dual Star 双通道pH / 离子浓度测量仪,即赠送价值300元时尚双肩包一只。赛默飞世尔科技水质分析仪器拥有OrionOrion和Eutech优特两大产品系列,全面涵盖了pH酸度、ORP氧化还原电位、电导率、TDS总溶解固体物浓度、DO溶解氧、ISE离子检测、COD、BOD、温度和其他多种水质参数的电化学及比色水质分析仪器。 北京分析测试学术报告会及展览会,是由中国分析测试协会主办,中华人民共和国科学技术部批准的专业性的分析测试仪器展览会,每两年举办一次,已经举办了二十多年,在国内外享有较高的声誉。 第十三届北京分析测试学术报告会及展览会,定于2009年11月25日至28日在北京展览馆举办。展览场地面积近1.5万平方米,将展出当今世界各著名分析仪器厂商近年来研制、生产的新型分析仪器、生命科学仪器、环保分析仪器、实验室设备、食品分析仪器、化学试剂等,同时将举办分析仪器应用技术报告会、技术讲座和贸易洽谈活动。
  • 有望减缓温室气体增加,科学家用冷冻电镜全面解析微生物一氧化二氮还原酶组装过程
    无味无毒的气体一氧化二氮(N2O,nitrous oxide)可以通过生物和非生物两类过程形成,这导致大气中 N2O 浓度每年稳定增加 0.2-0.3 %。一氧化二氮是一种消耗臭氧的物质;它的全球变暖潜力超过了二氧化碳的 300 倍,因此已经被认为是 21 世纪最关键的人为排放物。微生物可以将 N2O 转化为 N2,这是反硝化过程的最后一步,这一反应完全由一氧化二氮还原酶(N2OR 酶)催化。大气中 N2O 释放和不断积累的一个主要因素是,在高流量氮的环境下,微生物还原 N2O 的能力有限。因此,利用 N2OR 酶的性能进行农业或生物修复应用是相当有意义的,这需要对该酶及其反应过程有一个详细的了解。除了 [ 4Cu:2S ] CuZ 簇,它还含有混合价的双铜电子转移中心 CuA,这使其成为目前已知最复杂的含铜酶。各种真核生物和原核生物酶在涉及氧运输、电子转移或氧化还原催化的过程中都会使用过渡金属铜,但其巨大的细胞毒性、对铁硫簇代谢的不利影响以及产生活性氧的倾向性,使得细胞内必须进行严格的平衡和调节。N2O 还原剂通过完全在细胞质外组装 CuA 和 CuZ 来规避与细胞内铜有关的风险,尽管 apo-N2OR 已经以折叠状态通过 Tat 途径被输出。然而,这种策略导致了新的复杂情况,特别是包括在周质中没有还原当量和高能化合物,如核苷三磷酸酯。I 族 N2O 还 原催化剂的共同结构包括两个核苷酸结合结构域(NosF)和两个跨膜结构域(NosY)。一些细菌输出体进一步与附属蛋白相互作用,以建立复杂的运输系统,NosD 蛋白被认为是与 NosFY 一起发挥这种作用。由于 NosDFY 的实际货物分子尚未被确定,不能排除 CuZ 成熟所需的周质硫源。为了了解 N2OR 成熟的分子基础,这项研究制作并表征了 NosDFY 复合物,并通过冷冻电子显微镜(cryo-EM)研究了它与 NosL 和 N2OR 的相互作用,揭示了由细胞质中 ATP 水解驱动的周质酶铜位点的顺序组装线。2022 年 7 月 27 日,德国弗莱堡大学生物物化学研究所所长奥利弗 艾因斯(Oliver Einsle)与美国范 安德尔(Van Andel)研究所首席研究员杜娟合作,在 Nature 发表其最新论文,题为《一氧化二氮还原酶的组装机制中的分子相互作用》(Molecular interplay of an assembly machinery for nitrous oxide reductase ) [ 1 ] 。该工作详细地解析了 N2OR 酶的三维结构和组装机理。▲图 | 相关论文(来源:Nature)p. stutzeri (施氏假单胞,一种革兰氏阴性细菌)在大肠杆菌中被生产为稳定的五亚基复合物 NosDF2Y2,并在膜部分溶解后通过色谱方法分离出来。NosF2Y2 异源四聚体形成了复合物的核心,45kDa 的 NosD 蛋白从其中突出到周质中,成为一个细长的 β 螺旋,与糖类结合的蛋白质以及糖水解酶家族具有结构相似性。NosD 的主轴从与 NosFY 对相关的双轴上倾斜,打破了分子的对称性。在 NosD-NosY 界面,NosD 的 C 端折叠成三个 α - 螺旋(hI-III),部分位于膜内,紧紧楔入 NosY 二聚体。▲图 | 无核苷酸状态下 P.stutzeri NosDFY 的三维结构(来源:Nature)为了描述 NosDFY 的 ATP 结合状态,研究者们产生了一个 NosF(E154Q)变体。在这一变体中,非活性谷氨酰胺取代了催化性谷氨酸残基 154,且该单点变体的 ATP 水解活性降低得十分明显。当在特定的背景下表达时,它会使得 N2OR 酶缺乏活性位点 CuZ 簇,从而导致功能失调。无效的 E154Q 变体使 NosF 处于 ATP 结合状态,正如其他 ABC 蛋白(ATP 结合盒式蛋白,ATP-binding cassette transporter)已经报道的那样。具体来说,ATP 的结合使得 NosF2 二聚体大幅度闭合,这一动作将直接传导到 NosY 二聚体,从而实现关闭跨膜间隙,最终诱导 NosD 在周质中发生复杂的构象变化。这一过程可以用三种主要的旋转模式来描述。▲图 | NosDFY 及铜与 NosD 的结合的构型动力学(来源:Nature)据悉,NosDFYL 在正十二烷基 β -D- 麦芽糖苷(DDM)中会被分离出来,并被重组到糖二醇胶束(GDN)和膜支架蛋白(MSP)纳米盘中,以 3.3- (纳米盘)或 3.04- (GDN 胶束)的分辨率进行冷冻电镜观察。NosL 在复合物中的位置立即变得清楚,其 N 端被解析到 NosL ( C24 ) 的脂质附着点,该位点正好位于膜界面,而脂质附着点本身并没有被解析。这种排列明晰了 NosL 实际上并不像以前提出的那样位于外膜中,而是位于细胞质膜的外叶中。▲图 | 无核苷酸的 NosDFY 接受来自 NosL 的 Cu+(来源:Nature)在三个组成部分的相互作用中,ATP 驱动的 NosD 的旋转运动控制着与其伙伴 NosL 和 N2OR 的相互作用,其具体相互作用模式见下图。负载铜的 NosL 只能在无核苷酸状态下与 NosDFY 结合,在这种状态下,NosD 上的铜结合点朝向膜,允许 Cu+ 从 NosL 转移到 NosD。随后 ATP 与 NosF 的结合引发了 NosD 的旋转,而与膜相连的 NosL 无法跟随,导致其释放。在这种构象中,NosD 现在可以通过相同的界面与 N2OR 相互作用,将其 " 含铜货物 " 转移到该酶的金属位点。然后 NosF 中的 ATP 水解使 NosDFY 回到其无核苷酸的开放构象,而 N2OR 二聚体向膜的移动最终将迫使其释放,并释放出 NosD 上 HMM 三联体的铜结合位点,以装载 NosL 的另一个金属阳离子。在任何一个方向,各自的相互作用伙伴的释放都是通过 NosD 的旋转运动机械地触发的,NosDFY 及其伙伴的复合物的结构十分详细地显示了 ATP 驱动的 NosD 的变形如何使单核伴侣 NosL 的单个铜离子逐步转移,最终组装成四核 CuZ 簇。因此,ABC 运体 NosDFY 作为一个跨膜能量转换器,动态地促进新生酶与 NosD 的铜供体的结合和分离,将一个主要的活性转运蛋白重新利用为 ATP 驱动的杠杆,跨越分隔两个非常不同的细胞区间的边界。▲图 | 铜从 NosL 经 NosDFY 到 N2OR 的运输模型(来源:Nature)总之,该研究以 NosDFY 与 NosL 和 N2OR 酶组成的复合结构为解析对象,这一结构中含有高度复杂的铜位点,利用冷冻电镜,复合结构的组装途径被完全展示。在这一途径中,NosDFY 作充当机械能量转换器的角色,而并不直接起到转运作用。这项工作是科学家首次解析如此复杂的 N2O 还原酶结构,将为微生物 N2O 降解提供完整的理论支撑,并有望推动 N2O 还原降解的技术研究。
  • 水相中氧化亚铜-锐钛矿异质结上太阳光驱动的5-羟甲基糠醛催化选择氧化
    1.文章信息标题:Sunlight-drivenphotocatalyticoxidationof5-hydroxymethylfurfuraloveracuprousoxide-anataseheterostructureinaqueousphase中文标题:水相中氧化亚铜-锐钛矿异质结上太阳光驱动的5-羟甲基糠醛催化选择氧化页码:AppliedCatalysisB:Environmental320(2023)122006DOI:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.1220062.文章链接https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.1220063.期刊信息期刊名:AppliedCatalysisB:EnvironmentalISSN:0926-33732021年影响因子:24.319分区信息:中科院一区Top涉及研究方向:化学4.作者信息第一作者是:云南大学张奇钊;通讯作者:云南大学方文浩。5.光源型号:CEL-HXF300-T3文章简介将5-羟甲基糠醛(HMF)选择氧化为2,5-二甲酰基呋喃(DFF)是糠醛类生物质平台分子转化利用的重要途径之一。DFF是合成糠基生物聚合物、药物中间体、杀菌剂以及荧光剂等的重要单体。传统的热催化氧化技术通常依赖于苛刻的温度和氧压,容易诱发安全和环境隐患。因此,迫切需要开发在温和条件下高效转化HMF为DFF的环境友好型催化体系。于是,光催化氧化技术,因为具有光生空穴和氧气存在下产生的活性氧物种可以在温和条件下驱动该反应的进行而成为科学家们研究的热点。然而现有的金属氧化物光催化剂的制备大部分较为复杂或者以有机试剂(即乙腈、三氟化苯等)作为反应溶剂导致较高的制备成本和环境污染。因此,非常需要低成本、易于制备和易于调节的氧化物催化剂。此外,使用水代替有机溶剂作为反应介质更环保,但对于金属氧化物催化剂来说可能具有很大的挑战性。因为作为副产物的水往往会阻碍正向反应,并且水也可能加剧金属浸出。基于上述研究背景,云南大学化学科学与工程学院方文浩教授课题组通过化学还原沉淀法制备了具有p-n异质结的(Cu2O)x‖TiO2光催化剂,实现了以H2O为反应溶剂,O2作为氧化剂,在无任何添加剂条件下高效利用太阳光催化氧化HMF制DFF。通过调变两种金属的比例和二氧化钛的晶相,深入研究了催化剂能带结构对反应机理的影响。研究发现Cu2O的含量决定HMF的转化率,而TiO2的晶相(即锐钛矿和金红石)影响DFF的选择性。通过清除剂实验研究揭示了空穴(h+)会将HMF深度氧化为CO2,而单线态氧(1O2)能够将HMF选择氧化为DFF。结合莫特肖特基曲线和价带谱数据可以推出半导体的能带结构,由此可得Cu2O的价带位置显然比HMF氧化为DFF的氧化电位更正,但比DFF的氧化电位更负。这表明Cu2O的价带上的光生空穴可以将HMF氧化成DFF,但不能进一步氧化DFF。相反,TiO2的价带位置比DFF的氧化电位更负,因此TiO2价带上的光生空穴能够进一步氧化DFF。p-n异质结的形成不仅抑制了TiO2上羟基自由基(•OH)的产生,而且还促进了O2在Cu2O上活化产生1O2。因此p-n异质结的形成增强了Cu2O的氧化还原能力同时增强了TiO2光利用效率。此外,通过光致发光谱,光电流响应以及电化学阻抗谱表征发现(Cu2O)0.16‖TiO2(A)具有最佳的光生电子和空穴的分离效率以及最佳的电荷迁移效率。与此相对应的,(Cu2O)0.16‖TiO2(A)催化剂在水相、35℃、10mLmin-1O2和模拟太阳光下的温和条件下(如图1所示),产生64.5mggcatal.-1h-1的DFF生成速率。这是目前文献报道的以水为反应介质金属氧化物光催化剂上取得的最佳结果。此外,该催化剂可直接在太阳光和空气下工作,且多次循环使用未见失活。该工作通过一系列的光电性质与形貌表征,深入揭示了异质结催化剂中两种半导体间的强相互作用。研究了在光催化反应过程中光生空穴与各个活性氧物种的作用。并通过能带结构解释了晶相与催化活性的构效关联问题。期望本研究建立的反应选择性和能带结构之间的关系可以应用于其他异质结光催化体系。
  • 布鲁克推出新的高性能台式电子顺磁共振波谱仪系统
    pspan style="font-size: 16px "  艾斯洛玛尔,加州,——2015 年 4 月 20 日——在第56届实验核磁共振会议 (ENC)上,布鲁克 (NASDAQ: BRKR) 推出了EMXnano?系统。EMXnano?是第一台高性能台式 EPR (电子顺磁共振) 谱仪,使研究级EPR惠及到更广泛的科学家们。/spanbr//pp  EMXnano可分析各类的 EPR 样品,包括过渡金属、抗氧化剂和自由基,可深入研究生物和化学体系,提供有价值的信息。布鲁克将新型的永磁铁和新设计的高效微波谐振腔,以及基于布鲁克具有专利权的自旋计数模块的定量EPR,集合到台式电子顺磁共振谱仪中,使其拥有无与伦比的灵敏度和稳定性,也使得EMXnano可应用于广泛的分析、教学工作。/ppimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/eec5104b-64bf-40cc-b62c-285dab64b92d.jpg" style="float:right " title="布鲁克17.jpg"//pp  EMXnano以客户为中心,集合了研究级性能和易用性。该仪器定义好了快捷和方便的系统设置流程,友好的用户界面,允许非EPR专家也能够很容易地调整参数。各种配件,使EMXnano可应用扩展到特色领域。布鲁克著名的EMX波谱仪家族,已经扩展到台式机范畴,并且其具备了许多通常仅在复杂、落地式EPR谱仪上才有的功能。/pp  丹佛大学的Sandra 和Gareth Eaton教授对EMXnano赞誉有加:" 我们祝贺布鲁克在EMXnano上展现的令人印象深刻的工程和性能。EMXnano的灵敏度,扫描范围和易用性会促使更广泛的科学界使用EPR。我们尤其感到高兴的是其EPR定量分析能力。/pp  EPR用于静态和动态研究材料、化学和生物体系,包括自由基的分子结构和形成。EPR在动态测量方面有优势,EPR谱可以反映不同条件对样品的影响,如温度或光照的变化。应用范围包括高分子合成,测试太阳能电池中硅的纯度、自旋捕获方法可评估风味的抗氧化稳定性和金属蛋白的分析。在电化学、氧化还原化学、光化学和催化作用等学科,可以用 EMXnano 来研究金属中心和自由基参与的化学过程。/pp  " 新的应用已重新唤起EPR作为化学、 材料学、 生物学学科的分析工具的活力," 布鲁克 BioSpin MRS分公司的总裁Werner Maas博士这样评论道。" 我们根据客户的需求,开发出结构紧凑,然而性能卓越的 EPR 台式谱仪,EMXnano。”/pp  strongAbout Bruker Corporation/strong/pp  For more than 50 years, Bruker has enabled scientists to make breakthrough discoveries and develop new applications that improve the quality of human life. Bruker’s high-performance scientific research instruments and high-value analytical solutions enable scientists to explore life and materials at molecular, cellular and microscopic levels. In close cooperation with our customers, Bruker is enabling innovation, productivity and customer success in life science molecular research, in applied and pharma applications, in microscopy, nano-analysis and industrial applications, as well as in cell biology, preclinical imaging, clinical research, microbiology and molecular diagnostics. For more information, please visit: http://www.bruker.com./pp  Media contact:/pp  Dr. Thorsten Thiel/pp  Director of Marketing Communications Bruker Corporation/pp  T: +49 (721) 5161 – 6500/pp  thorsten.thiel@bruker.com/pp  Investor contact:/pp  Joshua Young/pp  Vice President, Investor Relations/pp  Bruker Corporation/pp  T: +1 (978) 667 – 9580, ext./pp  joshua.young@Bruker.com/ppbr//p
  • 锂电正极材料新进展!台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS提供关键数据支撑
    锂离子电池(LIBs)是电动汽车的主要动力来源,同时在电网储能方面显示出巨大的应用前景。然而,对于其材料的能量密度、功率和安全性等方面的研究并未得到真正的完善。近期研究表明,富锂无序岩盐(DRS)体系是非常有前途的材料之一,如富锂-过渡金属(TM)氧氟化物就表现出巨大潜力。但DRS正极材料的一个关键问题是容量衰退明显。例如电极材料和电解质之间的副反应,导致容量下降和循环过程中的结构变化;锰基尖晶石中观察到Mn从阴极溶解并随后迁移到阳极,造成容量衰退;较高的充电电压可以触发氧化还原反应形成二氧化碳,导致不可逆的O损失和降解。为了解决该问题,研究人员发现可以通过替换初始部分的过渡金属来稳定DRS氧氟相。近期,Maximilian Fichtner课题组采用机械化学球磨法合成了锰基无序岩盐氧氟化物Li2Mn1&minus xVxO2F(0≤x≤0.5)作为锂离子电池正极材料,分析了部分钒取代对样品性能的影响,重点研究了样品的电化学性能。为了确定合成材料中Mn和V的氧化状态,作者利用美国台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS进行了X射线吸收光谱分析。该系统,摆脱了同步辐射光源的束缚,在实验室中提供了一套媲美同步辐射光源数据的表征技术,包括X射线吸收光谱(XAFS)和X射线发射光谱(XES),实现了对元素化学价态、局部配位结构以及自旋态的多重互补信息的获取,为阐明电化学性能的改善机理提供了关键数据支撑。图1. 美国台式X射线吸收谱仪系统easyXAFS300+ 图2a是Li2MnO2F (LMOF)和Li2Mn0.5V0.5O2F (LMVOF)的Mn K边XANES光谱,并与各种锰氧化态的标准物进行对比。从MnO金属到MnIVO2,随着氧化状态的增加,吸收边逐渐向高能量移动。两种LMOF样品(正常和高温)都接近MnIII2O3的吸收边,表明Mn的平均氧化态为3+。相反,LMVOF接近MnIIO的+2氧化态。因此,与所使用的前驱体相比,Mn氧化态未发生变化,而且热处理对氧化态无任何影响。此外,两个LMVOF样品中V K边的能量位置均位于VIII2O3和VIVO2之间,如图2b所示,V的边前锋与1s→3d转变有关,在两个LMVOF样品的边前锋不同,表明其DRS结构中六配位V-O(F)发生局部畸变,p-d轨道杂化使得1s→3d跃迁成为可能。边前峰的强度反映了偏离中心对称性的程度,在HT-LMVO中变弱的边前锋表明热处理减轻了局部畸变。如图2c所示,拟合的边前峰中心随V的氧化态增加向高能偏移,两个LMVOF都接近VIII2O3的边前锋位置,表明平均氧化态为3+。因此,从Mn和V的K 边光谱可以看出,在高能球磨过程中没有发生电荷转移,可以认为合成的化合物保持了起始前驱体的价态。图2. (a) LM(V)OF的归一化Mn K边XANES谱 (b)LMVOF的归一化V K边XANES谱。插图为边前区。(c)线性+洛伦兹基线函数的高斯峰值模型对LMVOF进行边前区拟合。V2O3、VO2和V2O5采用相同的拟合方法。 图3为测得的Mn K边X射线吸收精细结构(XAFS)光谱。如图3a所示,原始的LMOF、以及经20个循环的LMOF和HT-LMOF XANES光谱与Mn2O3的吸收边能量一致。这表明Mn3+处于放电/锂化状态,与原始LMOF(图3)和前20个循环的锰可逆的氧化还原反应类似。如图3b所示,虽然两个循环的电极都表现出比原始材料更高的振幅,但扩展边(EXAFS)数据的傅里叶变换证实了他们相同的局域配位,这表明循环后局部无序化降低。在HT-LMOF_20C中,观察到第一和第二配位壳的傅里叶变换峰振幅略高,这表明热处理减少了局部无序化现象。对第一个Mn-O/F和第二个Mn-Mn配位壳进行了壳拟合(表2)。对于HT-LMOF来说,Mn-O/F的原子间距离变大,Mn-Mn的配位键长略有增加。可以推断,热处理有助于提高球磨化合物的对称性并减少缺陷,但也可能影响结构中的局部氟化程度。图3. 原始LMOF、以及LMOF及HT LMOF 20个循环后的Mn k边XAFS光谱。(a)标准物的XANES (b) EXAFS的傅里叶变换,原始LMOF (c和d)、原始LMOF_20C (e和f)和HT-LMOF_20C (g和h) 的R空间壳层拟合;k3加权χ(k), dk = 1。 图4为放电状态下HT-LMVOF电极的V和Mn K-边XANES光谱。Mn K-边略向高能量移动,表明Mn氧化态的升高。此外,V的 K 边出现明显的吸收边偏移和显著的边前锋强度增加,表明V的平均氧化态已经从3+增加到4+。因此,经过长时间的循环,V和Mn都被轻微氧化,尤其是Mn的氧化态,这可能是受到Mn溶解的影响。图4. 放电状态下,(a) LMVOF_20C电极的V和Mn 的K边XANES光谱。 台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES测试数据展示: XAFS for 3d-transition metalseasyXAFS硬x射线能谱仪具有宽的能量范围,可以测量从Ti到Zn的所有三维过渡金属的高质量XANES和EXAFS。这些元素在从电池到催化、环境修复等现代研究的关键领域关重要。Fe\Mn\Ni\Co\Cu XANES & XES Kβ data用easyXAFS300+测量了Fe\Mn\Ni\Co\Cu XANES 谱图及 Fe XES Kβ数据,分别提供元素价态及自旋态的数据支撑。Adv. Func. Mater. 2022, 2202372。Cu EXAFSeasyXAFS光谱仪探测了Cu K-edge X射线近边吸收谱(XANES)。实现材料元素价态及配位结构的解析对MOFs材料的性能及机理研究尤为重要。J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 4515&minus 4521Ni EXAFSeasyXAFS硬x射线光谱仪拥有与同步加速器匹配的高能量分辨率。实现对Ni近边区XANES和扩展边区EXAFS的高质量数据采集。J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 14432–14443Fe EXAFS高性能Fe K-edge 扩展边到k = 14 &angst ,样品为Fe金属箔。EXAFS提供了对局部结构和配位环境的数据测量。NMC Ni K-edge高性能NMC 442和NMC 811电池电极的Ni K-edge XANES谱图。Ni K-edge位置的变化反映了不同NMC组成导致Ni氧化态的变化。J. Electrochem. Soc., 2021, 168, 050532Co K-edge Rapid XANESeasyXAFS硬x射线光谱仪能够与同步加速器匹配的能量分辨率高质量的数据收集。优异的性能可以在几分钟内实现。这使得在短时间内收集大数据集以及实时跟踪反应过程成为可能。Pr L3-edge XANESPr2O3和Pr6O11的L3边XANES数据表明对Pr氧化状态变化的敏感性。用easyXAFS300光谱仪测量。V XANES利用台式X射线吸收精细结构谱仪获得了V k边的边前及近边结构谱图,揭示了引入Al3+后,VOH的结构变化及充放电过程中的有利作用。Nano Energy, 2020, 70, 104519Cr Kα XES用easyXAFS光谱仪测量了不同氧化态的Cr Kα X射线,兼具高能量分辨率及X射线荧光的高灵敏度。Anal. Chem. 2018, 90, 11, 6587–6593V EXAFSV K-edge EXAFS显示了easyXAFS谱仪与同步辐射光源相匹配的高k值下的优异表现。Fe Oxide XANES data用easyx150光谱仪测量Fe和Fe(III) [Fe2O3]的Fe K-edge,利用XANES对氧化态差异进行表征。Ti\Mn XANES dataeasyXAFS谱仪获取Ti元素和Mn元素的价态变化,进一步验证了高价Ti离子和部分F离子替代后策略背后的作用机理。Chem. Mater. 2021, 33, 21, 8235–824Mn&Fe EXAFSeasyXAFS谱仪获取Ti元素和Mn元素的XANES和EXAFS谱图,解析化学价态及局部配位结构。Adv. Func. Mater. 2022, 2202372Fe oxide XES(low weight %)Fe Kβ 光谱测量浓度低0.25 wt. %,测量时间仅为4分钟。X射线发射谱XES非常适合于低元素浓度。XES-Se VTC 在easyXES150光谱仪上对金属Se和Na2SeO4的价带→核心的XES测量。12639 eV处出现的附加峰反映了Na2SeO4中硒价电子的价电子结构的变化,这可能是由于与氧的轨道混合所致。XES- Ni VTC用easyXAFS光谱仪测量了不同化合物的Ni Kβ XES,在高能量分辨率下,显示了对X射线荧光的灵敏度。Adv. Mater. 2021, 2101259【参考文献】[1]. Synthesis and Structure Stabilization of Disordered Rock Salt Mn/V-Based Oxyfluorides as Cathode Materials for Li-Ion Batteries. Iris Blumenhofer, Yasaman Shirazi Moghadam, Abdel El Kharbachi, Yang Hu, Kai Wang, and Maximilian Fichtner. ACS Materials Au, DOI: 10.1021/acsmaterialsau.2c00064
  • 大连化物所揭示单原子铁位点和铈-氧空位在CO还原NO反应中的协同作用
    近日,大连化物所节能与环境研究部能源环境工程研究中心(DNL0901)王树东研究员、王胜研究员、宗绪鹏助理研究员等在NO、CO协同催化净化研究中取得新进展。研究团队通过常规共沉淀法,构建了具有铁单原子和铈-氧空位的铁-铈-铝混合氧化物催化剂用于CO选择性还原NO反应,并揭示了铁单原子位点与铈-氧空位的协同机制。NO、CO是两种典型的大气污染物,普遍存在于燃煤烟气和移动源尾气中。多污染物协同催化控制技术的开发是实现大气污染物高效净化的关键,对于提升环境质量、保护人民身体健康具有重要意义。研究团队长期致力于大气污染物催化净化技术的应用基础研究、过程开发及系统集成,开发的单一污染物(VOCs、NOx等)催化净化技术已实现了大规模工业化应用。本工作中,研究团队基于NO、CO净化过程相近的温度区间、相似的氧化还原反应机理,进行CO选择性还原NO催化反应过程研究,揭示出催化剂中高价态铁单原子是反应的活性位点,而非铁氧化物位点。该铁单原子位点具有优异的CO选择性还原NO活性、N2选择性和稳定性,主要原因在于催化剂表面丰富的铈-氧空位与单原子铁位点的协同作用,强化了反应物NO分子和关键中间产物N2O的吸附,从而促进了催化剂表面吸附的N2O的继续还原生成N2。此外,该催化剂还表现出高的耐水(7% H2O)、耐硫(20pmm SO2),低浓度氧气(0.7% O2)耐受能力。相关成果以“Synergy of Single-Atom Fe1 and Ce-Ov Sites on Mesoporous CeO2-Al2O3 for Efficient Selective Catalytic Reduction of NO with CO”为题,于近日发表在ACS Catalysis上。该工作的第一作者是大连化物所DNL0901组博士后百玉婷。上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
  • 376万!泉州市妇幼保健院●儿童医院-台式培养箱、二氧化碳浓度测定仪、高效液相色谱串联质谱系统采购项目
    项目编号:[350500]QZSKDZB[GK]2022008项目名称:2022年泉州市妇幼保健院●儿童医院-台式培养箱、二氧化碳浓度测定仪、高效液相色谱串联质谱系统采购方式:公开招标预算金额:3,760,000.00元采购包1(2022年泉州市妇幼保健院●儿童医院-台式培养箱、二氧化碳浓度测定仪、高效液相色谱串联质谱系统的合同包1):采购包预算金额:900,000.00元采购包最高限价: 900,000.00元投标保证金: 0元采购需求:(包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等)品目号品目编码及品目名称采购标的数量(单位)允许进口简要需求或要求品目预算(元)中小企业划分标准所属行业1-1A02321900-临床检验设备三气台式培养箱6(台)是1、培养箱用于人类配子、胚胎至囊胚的体外培养; 2、培养箱有两个独立控制的培养腔室,每个培养腔室各自独立开盖,有独立的温度控制及显示; 3、培养箱采用上掀盖式开门、培养箱顶部与底部可同时加热;底部采用热传导方式加热,加热面与培养皿底直接接触,快速传导热量; ★4、培养箱腔室温度控制精度≤±0.2℃;温度均一性≤±0.3℃; 5、培养箱适用的环境温度范围:18℃-30℃,腔室内温度可调范围:35℃-40℃; 6、每个独立控制的加热腔室,可放4×IVF专用4孔皿,或者4×60mm培养皿; 7、配有可靠加湿系统; 8、培养箱使用预混合气体(6%CO2, 5%O2,89%N2),或使用高纯二氧化碳(C02)和高纯氮气(N2)组合供气,配有气体混合器(或内置气体混合器),至少有1个进气接口; ▲9、培养箱配置气体填充功能,打开培养箱腔室盖再关上后,可自动连续充气,在3min内快速恢复至开盖前的气体浓度水平,然后自动切换回设定的气体流速;10、显示屏: LED显示,可实时显示每个腔室内实际温度,显示当前的气体流速。 ▲11、配置声光报警功能,当温度、气体流速偏离限值时,探头故障时,将启动报警; 12、要求培养箱配有数据记录软件,通过数据记录软件,可进行每个腔室的温度、气体流速等信息的监控,每3台培养箱要求至少配1台操作系统为Windows 7.0的计算机,以方便实施监控; 13、培养箱外部尺寸要求:宽≤53CM,高≤23CM,深≤42CM。900,000.00工业本采购包不接受联合体投标合同履行期限:按招标文件执行采购包2(2022年泉州市妇幼保健院●儿童医院-台式培养箱、二氧化碳浓度测定仪、高效液相色谱串联质谱系统的合同包2):采购包预算金额:60,000.00元采购包最高限价: 60,000.00元投标保证金: 0元采购需求:(包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等)品目号品目编码及品目名称采购标的数量(单位)允许进口简要需求或要求品目预算(元)中小企业划分标准所属行业2-1A02320300-医用电子生理参数检测仪器设备二氧化碳浓度测定仪1(台)是1、二氧化碳(CO2)检测仪用于测量 CO2 培养箱中 CO2 浓度及温度; 2、要求为手持式,使用简单,有菜单提示操作; 3、可单次检测,可编程控制固定时间间隔检测;4、用于检测的数据存储功能和4、记录参数过程符合 GLP 和 GMP 标准; ▲5、使用双光束红外测量技术; 6、通过管道与培养箱相连,取气体样; ▲7、CO2 检测范围:0-10%;分辨率:0.1%; 8、CO2浓度精确度:0~6%, ±0.2%;6~10% , ±0.3%; 9、数据存储时间间隔:15-20 min; 10、最大能存储测量数据: ≥1000次; 11、温度检测: 通过在培养箱内插入一个温度传感器进行检测; 12、温度测量范围:0~100℃,分辨率: 0.1℃; 13、温度测量精确度: 0~50℃时,±0.2℃;50~100℃时,±0.3℃; ▲14、可选配平面温度探头,氧气探头。60,000.00工业本采购包不接受联合体投标合同履行期限:按招标文件执行采购包3(2022年泉州市妇幼保健院●儿童医院-台式培养箱、二氧化碳浓度测定仪、高效液相色谱串联质谱系统的合同包3):采购包预算金额:2,800,000.00元采购包最高限价: 2,800,000.00元投标保证金: 0元采购需求:(包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等)品目号品目编码及品目名称采购标的数量(单位)允许进口简要需求或要求品目预算(元)中小企业划分标准所属行业3-1A02321900-临床检验设备高效液相色谱串联质谱系统1(台)是1、设备主要用于开展新生儿遗传代谢病串联质谱筛查项目,可辅助开展脂溶性和水溶性维生素定量定性分析检测等项目,设备软件可与福建省新生儿疾病筛查信息管理系统对接。 2、★设备需配套:高效液相色谱仪、三重四极杆质谱仪、仪器控制软件、样品组织器、氮气发生器、恒温孵育振荡器、超声清洗器等,并具备相应的NMPA注册证。 3、高效液相色谱仪: 3.1二元高压梯度泵: 3.1.1流量精度:≤0.075%RSD,流速准确度:≤±1.0%。 3.1.2流速达到1ml/min时,最高操作压力应不低于18000 psi。 3.2通过配备样本组织器或自动换架器等方式,通量可拓展到20块96孔板板位及以上。 3.3内置全自动注射泵和直接进样瓶2个或以上,通过软件实现质谱直接进样自动调谐和校准,以及质谱条件开发,开发好的质谱条件可以自动保存为方法文件,直接用于样品分析。 4、三重四极杆质谱仪: 4.1离子源: 4.1.1同时具有电喷雾源(ESI)和大气压化学源(APIC)的复合离子源,一次进样可以同时获得ESI和APCI的正负离子四种电离通道数据。 4.1.2离子源传输:采用非毛细管接口,防止样品热降解后堵塞,以提高抗污染能力。 4.1.3离子源具有真空隔离阀,无需卸真空,即可拆洗离子源锥孔,常规维护免工具。 4.2质量分析器: 4.2.1碰撞气:采用高度稳定的惰性气体氩气。 4.2.2碰撞池:直线型碰撞池,降低碰撞池清洗频次,具有加速离子传输和离子富集功能。 4.2.3检测器:采用光电倍增检测器或脉冲计数和数字模式的双模式电子倍增检测器,保证10年有效使用寿命。 4.3检测性能: 4.3.1MRM ESI+模式下,1pg利血平柱上进样,m/z 609>195,信噪比S/N>350000:1。 4.3.2质量范围: m/z 2-2000 amu或更宽。 4.3.3质量稳定:≤0.1Da/24hr。 4.3.4最大扫描速率: 20000 amu/s(0.1amu步进时)或更高。 4.3.5单次采集支持的 MRM 数据通道数应≥32000对,以满足复杂化合物的分析。 4.3.6最小驻留时间≤0.8ms,正负离子采集切换速率≤15 ms。 5、仪器控制软件:可自动获取每个样本数十种指标的浓度结果,帮助判断实验是否在控。2,800,000.00工业本采购包不接受联合体投标合同履行期限:按招标文件执行
  • 溶解氧测试仪的两种标定方法分享
    氧能溶于水,溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高,水溶解氧的能力就越大,其关系由亨利(Henry)定律和道尔顿(Dalton)定律确定,亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。  溶解氧测试仪的电极由阴极和带电流的反电极、无电流的参比电极组成,电极浸没在电解质如KCl、KOH中,传感器有隔膜覆盖,隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开,因此保护了传感器,既能防止电解质逸出,又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。  氧量测量传感器由阴极和带电流的反电极、无电流的参比电极组成,电极浸没在电解质如KCl、KOH中,传感器有隔膜覆盖,覆膜将电极和电解质与被测量的液体分开,只有溶解气体能渗透覆膜,因此保护了传感器,既能防止电解质逸出,又可防止外来物质的侵人而导致污染和毒化。  向反电极和阴极之间施加极化电压,假如测量元件浸人在有溶解氧的水中,氧会通过隔膜扩散,出现在阴极上的氧分子就会被还原成氢氧根离子。电化学当量的氯化银沉淀在反电极上,对于每个氧分子,阴极放出4个电子,反电极接受电子,形成电流。  溶解氧测试仪的标定方法一般可采用现场取样标定或标准液标定,下面咱们就来了解一下:  1、现场取样标定法:在实际使用中,多采用Winkler方法对溶解氧分析仪进行现场标定。使用该方法时存在两种情况:取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数仍为M1,这时只须调整仪表读数等于A即可;取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数改变为M2,这时就不能将调整仪表读数等于A,而应将仪表读数调整为1MA×M2。  2、标准溶液标定法:标准溶液标定一般采用两点标定,即零点标定和量程标定。零点标定溶液可采用2%的Na2SO3溶液。量程标定溶液可根据仪表测量量程选择4M的KCl溶液(2mg/L);50%的甲醇溶液(21.9mg/L)。
  • 郝吉明院士:控制氮氧化物排放是改善空气质量关键
    中国许多城市目前正遭受着严重的空气污染,而氮氧化物被认为是导致空气污染的罪魁祸首。原因在于,氮氧化物排放造成的二次污染可以产生多种环境影响:酸沉降、水体富营养化、臭氧、PM2.5、气候变化……  “因此,NOx(氮氧化物)排放控制是改善我国环境空气质量的关键。”近日,中国工程院院士、清华大学教授郝吉明在贵阳“第七届全国环境化学”大会报告上如此表示。  氮氧化物主要来自电厂燃煤烟气和汽车尾气。郝吉明说,仅通过锅炉优化燃烧和机内净化控制氮氧化物远不能满足日益严格的排放标准,“而选择性催化还原(SCR)氮氧化物为氮气是最有效的净化方法”。  该方法要用到脱硝催化剂——其功能在于促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物发生化学反应。郝吉明说,关键在于高效低成本脱硝催化剂的设计,目前该领域主要聚焦在“高性能催化体系设计和复杂环境下技术适应性”两个方面。  SCR催化剂可以分为金属氧化物和分子筛两类催化剂,前者主要应用于燃煤烟气脱硝,后者用在柴油车尾气氮氧化物控制。  郝吉明说,我国燃煤烟气脱硝主流技术为NH3-SCR,但这一技术存在高温选择性差、抗中毒能力弱、工作温度窗口窄等问题,难以满足我国电厂复杂烟气排放特征(高灰高钙高硫),及不同负荷宽工作温度下脱硝的需求。  而影响催化剂选择性及抗中毒和温度窗口的关键因素是脱硝催化剂的氧化还原性和酸性。  因此,郝吉明提出通过合理调控催化剂的氧化还原性和酸性,设计新的催化剂体系,从而最终解决上述难题的思路。  我国2003年前建设的电厂,由于没有预留脱硝空间,烟气脱硝装置被安装在除尘或脱硫之后,此时烟气温度已经降到200℃以下。要在如此低温条件下,将氮氧化物还原为氮气,对国内外学术界和工业界都是一个挑战。  郝吉明认为,解决这一问题的关键,仍然是探索新的活性组分。由于锰具有很好的低温活性,研究人员将二氧化锰应用到低温脱硝领域,最终发明了锰铈锡三元复合氧化物催化剂体系。目前该团队已完成了从原材料到脱硝催化剂制造的整个产业链工作,相继完成了小试、中试和产业化应用全过程。  在分子筛研究方面,当前国际上主要聚焦在小孔高硅CHA分子筛上。郝吉明研究团队发现,Cu/CHA分子筛具有优异的脱硝活性和氮气选择性,铜含量的增加会有效提高低温活性,且具有优异的抗水热老化和抗积碳能力,成为柴油车尾气净化的关键催化材料。  郝吉明说,下一步需要对不同排放源的氮氧化物开展污染控制,但关键的脱硝催化剂材料研究及应用仍然面临着三个方面的挑战。  一是再生及废弃催化剂如何资源化利用。“十二五”期间将大规模安装脱硝装置,脱硝催化剂市场良莠不齐,很难保证所有的脱硝催化剂都能够达到设计寿命,所以脱硝催化剂寿命和稳定性仍然是一个挑战。此外,将来大量的废旧催化剂如何再利用是下一阶段的研究课题。  二是推动烟气多污染物的协同控制。零价汞是全球性的大气污染物,燃煤烟气是汞的主要排放源之一,燃煤烟气汞的排放控制成为需要迫切解决的问题,研究如何能够在高效脱硝的同时氧化汞。  三是研发高效低成本分子筛脱硝催化剂。对于柴油车尾气中氮氧化物控制,虽然小孔分子筛负载铜的催化剂体系具有良好的脱硝性能及高热稳定性和抗积碳特性,但针对国内的劣质柴油,仍然需要解决催化剂的抗硫性能。  此外,替代燃料车尾气排放控制也面临难题。含氧替代燃料会造成尾气中氮氧化物排放量增加,提高了脱硝难度 不同燃料车尾气中非常规污染物(醛类、酸类等)的排放和危害也成为环境化学家必须关注的问题。
  • 广州地化所发现和确证超高效液相色谱柱上的氧化反应
    超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)是近十多年迅速发展起来的高通量分析技术,广泛应用于环境科学、医学、药物研发等领域,是检测极性和中等极性有机化学物的黄金法则。然而,该技术隐藏着一些缺陷。如,一些化合物能在电喷雾离子源(ESI)上发生氧化还原反应 又如UPLC柱能产生强大的剪切力导致大分子化合物(如聚合物)断链。  近期,在中国科学院广州地球化学研究所研究员彭先芝的指导下,博士研究生唐才明与广州质量监督检测研究院的工程师谭建华开展一项研究,发现和确证了还原性分析物在UPLC柱上的氧化反应(图1),并成功研发出一种解决这种柱上氧化反应问题的方法。  该课题组在一项天然产物分析研究中意外发现,多酚类植物提取物可能会在UPLC-MS系统中发生氧化反应,造成分析物信号降低且不稳定,由此导致无法有效的定量分析,定性分析也存在误判的风险。对此,研究人员利用高分辨质谱技术,联合柱后泵入还原剂溶液和分析物溶液的方式,确证了多酚类等易氧化分析物能在UPLC柱上发生氧化反应,且氧化程度显著(图2)。通过分析色谱图,研究人员推测氧化反应发生的位置应该为UPLC的出口端筛板,因此设计一系列实验验证了这一推断。最后,研究人员通过柱后泵入还原剂溶液的方式解决了UPLC柱上的氧化反应问题,并认为其原理可能是还原剂在高温的ESI中与氧化产物反应,将其还原至原分析物形态(图3)。  这项研究成果对天然产物研究具有重要意义,并预期可能会在药物分析和蛋白质分析中发挥积极作用。国家质检总局公益基金为该研究提供了部分资助。  文章信息:Tang, Caiming Tan, Jianhua Jin, Jiabin Xi, Shaofeng Li, Huiyong Xie, Qilai Peng, Xianzhi. Observation and confirmation of oxidation reactions occurring on ultra-high-performance liquid chromatography columns. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2015, 29(20): 1863-1873. DOI: 10.1002/rcm.7291.  图1. 发生在UPLC-ESI-MS系统中的氧化还原反应示意图  图2. 分析物在UPLC柱上发生氧化反应 图3. 分析物在UPLC柱上发生氧化反应及在有还原剂的ESI源中发生还原反应
  • 3.15晚会海能发布权威解决方案:夭寿啦!警惕食用油过氧化值超标!
    今天,3月15日,CCTV-2财经频道315晚会如约而至。两个多小时的时间里,过半的时间被用来披露食品安全相关的内容。网络订餐卫生、义齿重金属、红参泡糖、食品中铅、二氧化硫、菌落、过氧化值超标,食品安全问题俨然成为消费者权益受到危害的重灾区!   针对以上问题,海能仪器第一时间做出反应,科学解读相关问题,提供一手解决方案,希望对您有所帮助。   夭寿啦!警惕食用油过氧化值超标!解决方案四事件  3.15晚会——江苏广原油脂有限贵公司葵花籽油过氧化值超标!  危害解读过氧化值表示油脂和脂肪酸等被氧化程度的一种指标。食品中的油脂不可避免会发生酸败氧化,引起过氧化值增高。过氧化物可以破坏细胞膜结构,长期食用过高过氧化值的油脂,会导致胃癌、肝癌、动脉硬化、心肌梗塞等疾病产生,对健康非常不利。由此,过氧化值在食品中的检测意义十分重要!  解决方案:  1 方法原理  衡量食用油中过氧化值,是测定其中基团(-OO-)的浓度。过氧化值表示油脂和脂肪酸等被氧化程度的一种指标,是1千克样品中的活性氧含量,以过氧化物的毫摩尔数表示。在生产过程中,尤其是保存后,提供了一个产品降解污染的程度。在油的过氧化物的测定中分为两个步骤:  - 在样品中加入过量的碘化钾,生成碘单质。  - 上一步反应生成的碘,使用硫代硫酸钠进行滴定,电极使用氧化还原-铂复合电极。  2仪器配置和附件  -TITREX中央模块  -自动滴定管  -移液泵  -16位标准自动进样器  - Hamilton氧化还原电极,(铂复合电极)  - 打印机EPSON LX300(可选)    海能仪器 T920 pro全自动滴定仪  3 所需试剂  -滴定剂:硫代硫酸钠 0.01 N(或0.002 N)  -混合溶剂:醋酸/氯仿=3:2(体积/体积)  -碘化钾(KI)固体。  4样品制备  将等分试样的食用油,直接称重至滴定容器中(精度0.001克),从0.5克(过氧化值大于50)到最多5.0克(过氧化值低于12的值)。在很短的时间内进行分析,避免样品暴露于空气且避光。  5 实验步骤  -加入25毫升乙酸/氯仿混合物于样品中,并摇匀。  -添加KI固体(约0.6克)。  -密闭反应容器,充分摇晃1分钟。  -将容器在黑暗中放置5分钟,此过程中生成碘。  -15和25℃之间的温度下,加入75毫升蒸馏水。  6 空白的测定  按照上述相同的步骤,但不把样品放入滴定杯中。  7 程序设定    8 结果  结果直接表示为meqO2/Kg,通过在程序中设定适当的转换因子,也可以表示为mmol、mmolO2/Kg,,转换因子为500,若表示为ugO2/Kg,则应当将转换因子设定为8000.  注意:  在程序设定标题中所设定的一些参数,用户根据实际的操作和样品条件进行修改,从而提高分析的速度和精度。
  • Nano Energy:实验室台式XAFS助力高性能水系锌离子电池研究
    水系锌离子电池(ZIBs)是一种安全环保且可大规模应用的新兴储能电池,而如何开发出耐用、稳定且有益于Zn2+快速嵌入/脱出的正材料是目前主要面临的挑战。美国华盛顿大学曹国忠教授等人合作在Nano Energy上发表了题为“Fast and reversible zinc ion intercalation in Al-ion modified hydrated vanadate”的水系锌离子电池相关研究成果。该研究通过水热合成法引入Al3+,有效的改善了纯水合氧化钒 (VOH) 正材料用于水系锌电池中的缺点:包括提升其离子迁移率和循环稳定性等[1]。Al3+的成功掺入,在改变V原子局部原子环境的同时,增加了材料中V4+的含量,使得合成的 Al-VOH 材料具有更大的晶格间距和更高的电导率,实现了Zn2+的快速迁移和电子转移。该正材料在50 mAg-1下的初始容量达到380 mAhg-1,且具有较好的长期循环稳定性(容量保持超过 3000 次循环)。值得一提的是,该团队通过利用台式X射线吸收精细结构谱仪(easyXAFS300+)获得了V k边的边前及近边结构谱图,并对Al3+掺杂的VOH 正材料进行了深入的研究,从而揭示了引入Al3+后,VOH的结构变化及充放电过程中的有利作用等。图1(a),(b)和(c)所示分别为Al-VOH的SEM,TEM和EDS图,分别对样品的形貌和元素分布进行了分析。图d和e分别展示了Al掺杂前后VOH的电池性能对比图,可以看出掺杂后,电池的倍率性能和循环稳定性有了较大的提升。随后研究人员进一步通过X射线吸收谱对掺杂前后的正材料进行表征。结合X射线吸收谱相关理论可知,吸收边边前谱主要发生的是在偶规则下,内层电子跃迁到空的束缚态,包含了体系的对称性和轨道杂化等信息。吸收边位置主要发生电离过程,其位置反应了吸收原子的氧化态信息。而近边谱主要涉及的是多重散射共振,反映了吸收原子紧邻原子的空间结构信息。边前结构主要反应了体系对称性和d轨道未占据态的数量[2]。如图1g所示,标准的V2O3和VO2主要是对称的[VO6]八面体结构,但V3+未占据的d轨道较少,所以V3+的边前锋强度稍低于V2O3和VO2。V2O5是不对称的[VO5]棱锥结构,未占据的d轨道更多,所以展现出更强的边前吸收峰。对于VOH来说,前边前锋强度在VO2和V2O5之间,表明其主要存在交替的[VO6]和[VO5]结构。然而,Al-VOH的边前峰比VOH更强,这是由于体系中Al-VOH中V4+比例较高,说明Al3+的引入(Al-O配位和O空位的产生)增加了V周围结构的不对称性,导致了结构的扭曲。根据 V的k-edge位置计算出V4+在Al-VOH和VOH的比例分别为29.3%和13.0%[3]。综合ICP及XANES结果,可以得出在Al3+的引入同时, O原子也被带入到VOH体系中,从而引发V4+含量的提升。图1. Al-VOH的(a)SEM图;(b)TEM图;(c)EDS图 (d)电池倍率性能对比图;(e)电池循环稳定性对比图;(f)充放电前后样品的Zn2+ XPS表征图 (g)归一化后Al-VOH及常见钒氧化物的V k边边前及近边吸收结构谱;(h)充放电后Al-VOH及常见钒氧化物的V k边边前及近边吸收结构.如图1(h)所示,放电过程中,Al-VOH中V的k-edge边前峰强度下降,主要是由于V被部分还原,其未占据的d轨道数目下降导致的。而充电后,其边前峰的强度有所提升,但与原始Al-VOH相比还是低了一点。进一步通过k-edge位置算出V4+在充放电过程中的比例分别为45.2%和放电87.0%,可证明部分Zn2+残留在正材料中(次充电后,图1(f) XPS亦可证明)。综合上述结论可以验证:(1)残留的Zn2+导致了正材料中V4+的比例提升,有利于后续的电化学过程,且高浓度的Zn2+可以加速V4+/V3+的还原反应;(2)更高比例的Zn2+可以和Al3+一起支撑Al-VOH的主体结构,从而避免层状材料在充放电过程中的过度晶格收缩和结构退化。如图2所示,在不依赖稀缺性强的同步辐射光源的情况下,台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS可以对材料的原子、电子结构(键长,配位数,无序度,平均价态,结构构型等)进行精细表征,且可得到科研别高分辨率谱图数据,这将助力更多研究人员在常规的实验室环境中即可实现X射线吸收精细结构的测量和分析,实现更高质量的科学研究。图2. (a) XAFS技术示意图;(b)罗兰环单色器设计;(c)easyXAFS公司台式XAFS谱仪及创始人Devon Mortensen 参考文献:[1] Zheng J, Liu C, Tian M, et al. Fast and reversible zinc ion intercalation in Al-ion modified hydrated vanadate[J]. Nano Energy, 2020, 70: 104519.[2] Sun Z, Liu Q, Yao T, et al. X-ray absorption fine structure spectroscopy in nanomaterials[J]. Science China Materials, 2015, 58(4): 313-341.[3] Jahrman E P, Pellerin L A, Ditter A S, et al. Laboratory-based x-ray absorption spectroscopy on a working pouch cell battery at industrially-relevant charging rates[J]. Journal of The Electrochemical Society, 2019, 166(12): A2549.
  • Spectroquant便携式五参数测试仪
    Spectroquant便携式余氯、总氯、臭氧、二氧化氯、PH五参数测试仪产品性能和特点仪器坚固耐用,防水防尘 轻便易携带,适合现场和实验室分析 预置标准曲线,操作简便一机多用,可同时测量多个参数经济实用,无忧服务 技术参数检测波长:528 nm检测时间:3 - 4 秒自动关机:8分钟不触碰键盘机器外壳:ABS便携箱尺寸:270 x 225 x 80 mm (长x 宽x 高)仪器尺寸:190 x 110 x 55 mm (长x 宽x 高, 不含比色管适配器)仪器重量:0.4 kg环境温度: 0° C -40° C湿度要求: 30 - 90 %, 无冷凝CE-认证: DIN EN 50 081-1, VDE 0839 part 81-1 1993-03DIN EN 50 082-2, VDE 0839 part 82-2 1996-02订货指南:主机订货号: 1.73607.0001标准配置仪器主机及便携箱,9伏电池,16mm比色管适配器,适配器遮光盖,3根24mm比色管,操作说明书。仪器为预制标准曲线型光度计,和Spectroquant试剂系统一起使用 测试参数测试范围mg/l测试次数比色管规格仪器内置方法号货号余氯0.02 &ndash 5.0020024mmU.11.00598.0002余氯0.02 &ndash 5.00120024mmU.11.00598.0001总氯0.02 &ndash 5.0020024mmU.11.00602.0001总氯0.02 &ndash 5.00120024mmU.11.00602.0002余氯、总氯0.02 &ndash 5.00200(各100)24mmU.11.00599.0001*氯试剂1(液体)0.02 &ndash 5.0020024mmU.21.00086.0001*氯试剂2(液体)0.02 &ndash 5.0040024mmU.21.00087.0001*氯试剂3(液体)0.02 &ndash 5.0060024mmU.21.00088.0001臭氧0.02 &ndash 3.4020024mmU.31.00607.0001臭氧0.02 &ndash 3.40120024mmU.31.00607.0002二氧化氯0.05 &ndash 9.5020024mmU.41.00608.0001氰尿酸2 &ndash 16010024mmU.51.19250.0002pHpH 6.4 &ndash 8.828016mmU.61.01744.0001吸光度- 100 &ndash 2500mA 16/24mmAbs *注:余氯测试= 氯试剂1+氯试剂2 总氯测试= 氯试剂1+氯试剂2+氯试剂3应用场合氯是自来水行业常用的消毒剂,但是杀菌消毒之后,水中必然会有部分残余氯。过多的余氯含量不仅污染环境,同时会增加水的腐蚀性,对人体也会造成伤害。因此该指标一直是自来水厂、瓶装水生产线、游泳池等关键性运行指标。针对广大的用户群,默克公司推出了经济型Picco便携式余氯、总氯、臭氧、二氧化氯、PH测试仪,完全符合相关行业标准的要求。 GB 5749&mdash 2006饮用水中消毒剂常规指标及要求消毒剂名称与水接触时间出厂水中限值出厂水中余量管网末梢水中余量Merck测量范围氯气及游离氯制剂(游离氯,mg/L)至少30min4&ge 0.3&ge 0.050.02 &ndash 5.00 mg/L一氯胺(总氯,mg/L)至少120min3&ge 0.5&ge 0.050.02 &ndash 5.00 mg/L臭氧(O3,mg/L)至少12min0.3 0.02如加氯,总氯&ge 0.050.02 &ndash 3.40 mg/L二氧化氯(ClO2,mg/L)至少30min0.8&ge 0.1&ge 0.020.05 &ndash 9.50 mg/L 同时,默克公司根据这些行业的应用特点,推出符合ENISO7027标准和USEPA标准的Turbiquant1100、1500系列浊度仪,以及Pharo300紫外可见分光光度计和Pharo100可见分光光度计进行常规毒理性指标和一般化学指标的检测。Merckoquant 定性、半定量分析试纸条和Aquamerck通用型测试盒等产品,也能满足您现场应急检测的需求。GB 5749&mdash 2006水质常规指标及限值指 标限 值Merck测量范围毒理指标 砷(mg/L)0.010.001-0.1 mg/L镉(mg/L)0.0050.002-0.5 mg/L铬(六价,mg/L)0.050.01-0.22 mg/L铅(mg/L)0.010.01-5 mg/L氰化物(mg/L)0.050.03-0.7 mg/L硝酸盐(以N计,mg/L)10,地下水源限制时为200.1-25 mg/L甲醛(使用臭氧时,mg/L)0.90.1-1.5 mg/L3、感官性状和一般化学指标 色度(铂钴色度单位)150-1000浑浊度(NTU-散射浊度单位)1,水源与净水技术条件限制时为30.01-1000NTU铝(mg/L)0.20.02-0.5 mg/L铁(mg/L)0.30.05-1 mg/L锰(mg/L)0.10.03-0.5 mg/L铜(mg/L)1.00.15-1.6 mg/L锌(mg/L)1.00.025 mg/L硫酸盐(mg/L)25050-500 mg/L总硬度(以CaCO3计,mg/L)45012-537 mg/L 使用简介默克公司全线产品涵盖实验室定性、半定量分析试纸条,半定量快速测试盒、PH试纸、试纸条、反射仪系统、比色计和分光光度计、浊度仪等,如您对其他应用和产品感兴趣,请您与我们联系。联系电话:021-51693889 1.检测样品的pH值需要保持在4-8之间,否则可以适用氢氧化钠或碳酸溶液进行调节。2.往24mm的比色管中加入10ml的水样。3.加入一药勺的试剂Cl2-1。4.震荡比色管直到固体物质溶解。5.反应1分钟。6.将比色管盖子盖好,并确认套好塑胶环,将比色管插入闭塞槽进行测试。其它相关产品:大龙实验室产品惊喜大促销-参数-报价-价格-恒奇仪器德国VITLAB优质容量瓶特价促销-参数-报价-价格-恒奇仪器美国Branson(必能信)珠宝及光学器件清洗器-B200-参数-报价-价格-恒奇仪器美国AIRMETRICS便携式PM2.5/PM10/TSP空气采样器-参数-报价-价格-恒奇仪器连续式数字滴定器-参数-报价-价格-恒奇仪器马来西亚TOP GLOVES普通无粉乳胶手套-参数-报价-价格-恒奇仪器马来西亚TOP 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  • 扫描电镜优秀论文赏析|飞纳台式扫描电镜电极材料上的应用
    扫描电镜优秀论文赏析|基于强 p-p 堆积效应的具有大内置电场的层堆积聚酰亚胺用于快速锂离子存储海南大学材料科学与工程学院 陈文参赛论文:Layer stacked polyimide with great built-in electronic field for fast lithium-ion storage based on strong p-p stacking effect发表期刊:Energy Storage Materials根据参与储能反应的活性氧化还原官能团的不 同,有机电极材料 可分为导电聚合物、有机硫化合物、有机自由基和羰基化合物。其中羰基化合物因电化学活性高、原料 丰富等特点受到广泛研究。然而羰基化合物电极在碱金属离子电池中应用时通常易 溶于液体电解质且电导率差。因此,人们采取了各种策略来改善这些问题,包括聚合、盐化、与导电碳材料 形成复合材料 、优化电解质选择等。聚酰亚胺因具有优异的耐溶剂性、热力 学稳定性和可灵活编程的聚合物结构,被视为潜在的锂离子电池(LIBs)有机正极材料 。然而,PI 链的导电性差、易 缠结和团聚,导致离子扩散缓慢、电子转移不 良和反应不 充分,难以在高电流密度下有效达到其理 论容量 。本文成功获得了基于 π‑ π 堆积效应的层堆积聚酰亚胺正极(NT‑ U)。NT‑ U 具有较大的分子偶极矩,这是由 PI 中的强电负性基团诱导,并通过 π‑ π 堆积结构进一步增强,这有助于形成更大的内置电场(BIEF)。这种高度结晶的 PI 中的强 BIEF 在加速电荷传输动力 学和提高 LIBs 的电化学性能方面起着至关重要的作用,这些发现为基于偶极和 BIEF 机制构建 PIs 正极以实现快速高效的储能提供了新的见解。 试验过程 典型的合成工艺是将 2mmol 萘‑ 1,4,5,8‑ 四羧酸二酐(NTCDA)和 2mmol 尿 素分别溶解于 20 mL N‑ 甲基吡咯烷酮(NMP)中。完全溶解后,将两种单体溶液转移至圆底烧瓶中,在 N2 气氛下于 180 ℃ 搅拌回流 8h。冷却至室温后,通过真空过滤分离初步固体,并用 NMP 洗涤数次以除去可溶性低聚物。当滤液完全无色时,收集不 溶性固体产品并在 110 ℃ 真空干燥箱中干燥过夜。最后,在 N2 气氛下于 300 ℃ 退火 8h 获得 NT‑ U 粉末。使用相同程序合成 NT‑ E,但将尿 素替换为乙二胺(EDA)。本文分别使用乙二胺和尿 素作为二胺连接体,通过简单的缩合步骤制备了 NT‑ E 和 NT‑ U 两种 PI 材料 。通过 FTIR 光谱证实了 NT‑ U 和 NT‑ E 样品的成功制备。与单体分子相比,这两种 PI 都具有良好的热稳定性和在液体电解质中的优异的耐溶剂性。使用飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 拍摄了 NT‑ E 和 NT‑ U 样品的形貌,并在图 1a 和 c 中进行 了展示。NT‑ E 聚合物(图1a)显示出由随机颗粒组成的不 规则形貌。相反,NT‑ U (图1c)呈现出明显的层状晶体结构,表明这两种 PI 都是通过纳米片结构自组装的。图1 扫描电镜(SEM)图像与超声后 AFM 图像随后,结合 DFT 计算和电化学测试,详细揭示了 NT-U 和 NT-E 的电子和锂离子传输行为。NT-E 和 NT-U 阴极的第一次循环 CV 曲线在 0.1mV s-1 下记录。NT-U 显示出以 2.32V 为中心的宽阴极峰,比 2.21V 的 NT-E 更强、更尖锐。有机材料与其电子结构高度相关。NT-E 和 NT-U 电极在 50Ma g-1 下的初始三条放电/充电曲线如图所示。NT-U 在 ~2.4V 下提供了平坦的放电平台,与 CV 测试非常一致。但 NT-E 呈现出倾斜的放电曲线。NT-U 的平坦放电平台可归因于 C=O 键从尿素单元的吸电子特性,这降低了氧化还原活性羰基的电子密度,促进了稳定输出电势的形成。第一次循环中的放电曲线表明,NT-U 电极可以提供 152mAh g-1 的高初始放电比容量,而 NT-E 只能释放 31mAh g-1 的比容量。这种显著差异可能归因于两种 PI 的不同晶体和电子结构。因此,通过密度泛函理论(DFT)研究了 NTCDA、NT-E 和 NT-U 的电子结构,结果如图所示。根据分子轨道理论,最低未占分子轨道(LUMO)能量与电子亲和力和有机电极材料的电势有关。NTCDA 显示出最低的 LUMO 能级(-4.00eV),但该单体在有机液体电解质中的显著溶解度意味着其用作阴极材料是不现实的。NT-U 显示出明显低于 NT-E(-3.48eV)的 LUMO 能级(-3.74eV),表明 LIBs 中可能有更高的放电电势。这与 CV 测试非常一致。此外,与 NT-E 相比,NT-U 在 HOMO 和 LUMO 能级之间表现出更小的能隙(Eg=3.49eV),这表明其具有更好的电子导电性和在 LIBs 中释放更高的阴极材料有效容量的潜力。与 NT-E 相比,NT-U 聚酰亚胺具有更强、更宽的吸收能力,表现出其最大的 π-电子共轭体系。测量聚酰亚胺的光学间隙(Eg)。NT-U(2.70eV)的Eg比NT-E(2.81eV)窄,表明其具有更好的电子导电性。图3。(a) NT-E 和 NT-U 在 0.1mV s-1 下的第一个循环的 CV 曲线。(b)NT-E和(c)NT-U 在 50mA g-1 下的充电和放电曲线。(d) NTCDA、NT-E 和 NT-U 的分子结构、HOMO/LUMO 能级和轨道分布结合 DFT 计算和实验结果,本文提出了一种用于 LIBs 的具有 BIEF 的 NT‑ U 正极机理 ,如图 6 中的示意图所示。由于尿 素连接基团具有很强的亲电性,从萘核心到酰亚胺取代基都可以观察到分子内极化。这种分子内极化通过层堆叠的 π‑ π 效应增强,导致 NT‑ U 中形成更强的 BIEF,从而显著增强了这种电极材料 的电荷传输性能。相比之下,非晶态的 NT‑ E 具有小的偶极矩和微弱的 BIEF,导致导电性差。因此,与 NT‑ E 相比,NT‑ U 表现出更 好的电化学动力 学和优异的性能。本文还进行 了不 同电压下 NT‑ U 聚酰亚胺在第一个循环过程中微观外观的演变。如图所示,NT‑ U 颗粒(原始)表面光滑,表面覆盖着大量 导电炭⿊ 。当放电至 1.5V 时,颗粒表面逐渐变得粗糙,这可能是由于锂的嵌入过程,形成了 NT‑ UxLi 化合物;当充电至 3.5V 时,越来越多地出现表面光滑的 PI 晶体,几乎没有出现表面粗糙的 PI 颗粒。不 同电压下 NT‑ U 聚酰亚胺在第一个循环过程中 SEM 微观外观的演变结果分析根据原位 FTIR 和原位 XPS 分析,锂原子通过烯醇化反应引入到 NT‑ U 分子中:C=O → C–O–Li。然而,DFT 计算表明,4 个锂原子开始由两个相邻亚胺基团的羰基共享。随着锂化过程的继续,相邻的尿 素单元和亚胺部分的羰基又共享了 2 个锂原子。图中的表格显示了每个锂化过程的结合能。简而言之,NT‑ U 电极的锂化机理 可以描述为一个 3 电子过程,其中 2 个锂原子首先与亚胺部分的 C=O 基团反应,第三个锂原子与相邻尿 素单元和亚胺部分的羰基结合。这些结果表明,循环过程中的锂化/脱锂过程导致 NT‑ U 晶体结构的周期性变化。因此,NT‑ U 保持高度结晶的结构,在放电/充电循环过程中经历周期性的可逆变化,表明作为正极表现出良好的长期性能。结论综上所述,筛选出低成本尿 素作为连接剂,通过一步缩聚反应构建聚酰亚胺有机电极材料 (NT‑ U)。与非晶态聚酰亚胺(NT‑ E)相比,NT‑ U 电极在 500mA g‑ 电流密度下可实现 165mA h g‑ g‑ 循环的高可逆容量 。通过原位 XRD、非原位 FTIR、非原位 XPS 和 DFT 计算等多种技术,对 NT‑ U 的储能机理进行了评估。尿素的规则平面结构和电负性羰基赋予 NT-U 高度堆叠的结构和更大的分子偶极矩,这导致在PI材料中形成强内建电场(BIEF)。NT‑ U 的 π‑ π 堆积效应使离域电子云重叠,增强了电子的转移。此外,BIEF 有效地加速了锂离子和电子在 PI 内的传输。 NT‑ U 的层状堆叠结构与 BIEF 相结合,可实现快速的反应动力 学和令人满意的电池性能。这项工作为利用 BIEF 灵活设计 PI 作为锂离子存储有机正极材料 提供了新的见解。
  • EZDO@(pH Meters ),酸碱分析,精准科技!——火爆促销 25%OFF
    1、ezdo@(ph meters )ph计,酸碱分析,精准科技!火爆促销 25%off!2、活动时间截止至2017年3月31日3、咨询及订购详情,请联系400-620-6333促销专线8。4、促销期间,所有客户实行相同价格(即折扣客户不享受特价商品折上折和积分)。 促销产品列表 货号名称规格包装促销价w6267-01-1eaw6267-01 防水笔型ph计测量类型:酸碱值 ph测量范围:0-14.0 ph测量精度:± 0.1+1digit 解析度:0.1ph 温度补偿:无1套1kit,成套234.00175.50w6267-02-1eaw6267-02 防水笔型ph计测量类型:酸碱值 ph测量范围:0-14.00 ph测量精度:± 0.01+1digit 解析度:0.01ph 温度补偿:0-70℃1套1kit,成套306.00229.50w6344-01-1eaw6344-01 防水笔型tds计测量类型:总固体容量(tds) 测量范围:0-19990ppm 测量精度:± 2%fs 解析度:10ppm 温度补偿:0-50℃1套1kit,成套247.50185.62w6344-02-1eaw6344-02 防水笔型tds计测量类型:总固体容量(tds) 测量范围:0-1999ppm 测量精度:± 2%fs 解析度:1ppm 温度补偿:0-50℃1套1kit,成套247.50185.62w6346-01-1eaw6346-01 防水笔型orp计测量类型:氧化还原电位(orp) 测量范围:± 1999mv 测量精度:± 2%fs 解析度:1mv 温度补偿:无1套1kit,成套441.00330.75w6273-01-1eaw6273-01 防水型电导率笔测量类型:电导率 测量范围:0-19990&mu s/cm 精确度:± 2%fs 解析度:10&mu s/cm 温度补偿:0-50℃1套1kit,成套247.50185.62w6273-02-1eaw6273-02 防水型电导率笔测量类型:电导率 测量范围:0-1999&mu s/cm 精确度:± 2%fs 解析度:1&mu s/cm 温度补偿:0-50℃1套1kit,成套247.50185.62w6273-03-1eaw6273-03 防水型电导率笔测量类型:电导率 测量范围:0-19.99ms/cm 精确度:± 2%fs 解析度:0.01ms/cm 温度补偿:0-50℃1套1kit,成套247.50185.62p7449-01-1eap7449-01 微电脑型笔式电导率/tds/盐度/温度测试计测量范围:电导率(0-2000&mu s,2.00-20.00ms)、总固体溶解量(0-1300ppm,1.30-13.00ppt) 盐度(0-1000ppm,1.00-12.00ppt) 精确度:电导率/总固体溶解量/盐度(± 2%fs)、温度(± 0.2℃+1digit) 解析度:电导率(1&mu s/0.01ms)、总固体溶解量(1ppm/0.01ppt)、盐度(1ppm/0.01ppt)、温度(0.1℃) 温度补偿:0-50℃自动 尺寸:195× 40× 36mm1套1kit,成套567.00425.25w7448-01-1eaw7448-01 微电脑型笔式ph/mv/温度测试计测量范围:酸硷值(-2~16.00)、氧化还原电位(-1000~1000mv)、温度(0~100 ℃) 精确度:酸硷值(± 0.01+1 digit)、 氧化还原电位(± 2 +1 digit)、温度(± 0.2 ℃+1 digit) 解析度:酸硷值(0.01ph)、氧化还原电位(1mv)、温度(0.1℃) 温度补偿:0 ~ 90℃ 尺寸:195× 40 × 36 mm 重量:135g1套1kit,成套522.00391.50h6341-01-1eah6341-01 掌上型ph/温度计主要功能:测量ph、温度 电极:复合式酸碱度塑胶电极,温度电极 酸碱值测量范围:0-14.00ph 温度测量范围:0-90℃ 酸碱值精确度:± 0.01+1digit 温度精确度:± 0.2℃+1digit1套1kit,成套666.00499.50h6341-02-1eah6341-02 掌上型ph/温度计主要功能:测量ph、温度 电极:三合一温度/酸碱度塑胶电极 酸碱值测量范围:0-14.00ph 温度测量范围:0-90℃ 酸碱值精确度:± 0.01+1digit 温度精确度:± 0.2℃+1digit1套1kit,成套666.00499.50h6341-04-1eah6341-04 掌上型orp计主要功能:测量氧化还原电位 电极:泛用型塑料orp电极 测量范围:± 1999mv 精确度:± 2%fs 解析度:0.1mv1套1kit,成套828.00621.00h6347-01-1eah6347-01 掌上型电导率/tds/盐度/温度仪电导率测量范围:0-199.9&mu s,200-1999&mu s,2.00-19.99ms,20.0-100.0ms 总固体溶解量测量范围:0.0-31.9ppm,132-1319ppm,1.32-13.19ppt,13.2-66.0ppt 盐度测量范围:0.0-99.9ppm,100-999ppm,1.00-9.99ppt,10.0-50.0ppt 温度测量范围:0-100℃1套1kit,成套927.00695.25w6277-01-1eaw6277-01 防水型笔式ph/电导度/tds/盐度/温度测试仪ph测量范围及精度:-2~16.00,± 0.01+1digit 电导度测量范围及精度:0.0-199.9&mu s,± 2% fs tds测量范围及精度:0-1300ppm,± 2% fs 盐度测量范围及精度:0.0-99.9ppm,± 2% fs 温度测量范围及精度:0~90℃,± 0.2℃+1digit1套1kit,成套1017.00762.75w6277-02-1eaw6277-02 防水型笔式ph/电导度/tds/盐度/温度测试仪ph测量范围及精度:-2~16.00,± 0.01+1digit 电导度测量范围及精度:0.0-199.9&mu s,± 2% fs tds测量范围及精度:0-1300ppm,± 2% fs 盐度测量范围及精度:0.0-99.9ppm,± 2% fs 温度测量范围及精度:0~90℃,± 0.2℃+1digit1套1kit,成套1215.00911.25p6345-01-1eap6345-01 笔式溶氧测试计溶氧量测量范围:0-20.00mg/l 氧气浓度测量范围:0-200.0% 温度测量范围:0-90℃ 溶氧量精确度:± 0.2+1digit 氧气浓度精确度:± 2%fs 温度精确度:± 0.2℃+1digit1套1kit,成套1080.00810.00f7362-01-1eaf7362-01 携带型余氯/总氯测试计测量范围:0 ~ 5.00 ppm 精确度:± 0.03+1 digit(<2.00 ppm时),± 3% fs +1 digit (>2.00 ppm时) 解析度:0.01 ppm 样品所需量:10ml 尺寸:70× 135× 65 mm 重量:168g(含电池)1套1kit,成套2097.001572.75t7366-01-1eat7366-01 携带型浊度计测量范围:0 ~ 19.99 ntu、20.0 ~ 199.9 ntu、200 ~ 1000 ntu 分辨率:0.01/0.1/1 精确度:± 3% + 1 digit (500 ntu时)、± 5% + 1 digit (500 ntu时) 尺寸:70× 135× 65mm 重量:168g(含电池)1套1kit,成套3150.002362.50b6275-02-1eab6275-02 台式酸度计(ph/mv/t)酸碱值:-2-16.00 氧化还原电位:± 2000mv 温度:0-100℃ 是否带搅拌功能:是1套1kit,成套2880.002160.00b6339-02-1eab6339-02 台式ph/溶氧量计酸碱值:-2-16.00 氧化还原电位:± 2000mv 溶氧量:0-20.00mg/l 氧气浓度:0-200.0% 温度:0-110℃ 是否带搅拌功能:是1套1kit,成套4320.003240.00b6337-02-1eab6337-02 台式ph/电导度计酸碱值:-2-16.00 氧化还原电位:± 2000mv 电导度:0.00-199.9&mu s,200-1999&mu s,2.00-19.99ms,20.0-100.0ms 总固体溶解量:0.0-131.9ppm 132-1319ppm 1.32-13.19ppt 13.2-66.0ppt 盐度:0.0-99.9ppm,100-999ppm,1.00-9.99ppt,10.0-50.0ppt 温度:0-90℃ 是否带搅拌功能:是1套1kit,成套3870.002902.50 ph计系列产品附件 货号名称规格包装价格p7371-01-1eap7371-01 泛用型塑料ph复合电极本体材质:塑料(pc) 参考系统:单透析膜,ag/agcl 透析孔:单陶瓷透析孔 填充液:胶状免填充 长度/直径:160mm/12mm 接头:bnc/y型 检测类型:常规使用,特别适合野外和现场,不适合高温高碱和对pc腐蚀的溶液1ea81.00p7371-02-1eap7371-02 塑壳平面ph复合电极本体材质:塑料(pc) 参考系统:单透析膜,ag/agcl 透析孔:环状铁氟龙 填充液:胶状免填充 长度/直径:160mm/12mm 接头:bnc/y 检测类型:平面敏感玻璃膜,适合固体或半固体湿润表面的ph测量1ea810.00p7371-03-1eap7371-03 泛用型玻璃ph复合电极本体材质:玻璃 参考系统:单透析膜,ag/agcl 透析孔:单陶瓷透析孔 填充液:kcl(4mol)+agcl 长度/直径:160mm/12mm 接头:bnc 检测类型:用于精密的ph测量,实验室常规使用:如地表水、自来水、海水、废水、及酸、碱、盐溶液,不适合粘稠性溶液和高碱性溶液1ea216.00p7371-04-1eap7371-04 耐用型玻璃ph复合电极本体材质:玻璃 参考系统:双透析膜,ag/agcl 透析孔:环状玻璃磨砂 填充液:胶状免填充 长度/直径:160mm/13mm 接头:bnc 检测类型:用于精密的ph测量,实验室常规使用 可以在浑浊液体或胶体溶液中使用,如牛奶、果酱、水性涂料、化妆品、土壤溶液、污水和淤泥等1ea540.00p7371-05-1eap7371-05 三合一玻璃ph复合电极本体材质:玻璃 参考系统:双透析膜,ag/agcl 透析孔:单陶瓷透析孔 填充液:kcl(4mol)+agcl 长度/直径:160mm/12mm 接头:bnc,2.5&phi /3.5&phi /rca 检测类型:用于精密的ph测量,实验室常规使用:如地表水、自来水、海水、废水、及酸、碱、盐溶液,不适合粘稠性溶液和高碱性溶液1ea720.00h6347-03-1eah6347-03 塑壳电导电极检测类型:常规使用,特别适合野外和现场,不适合高温高碱和对pc腐蚀的溶液,适用于h6347-011ea675.00b6337-03-1eab6337-03 玻璃电导电极检测类型:实验室常规使用,测量溶液的电导率或作电导滴定使用,适用于b6337-01/021ea720.00h6347-02-1eah6347-02 玻璃电导电极检测类型:实验室常规使用,测量溶液的电导率或作电导滴定使用,适用于h6347-011ea720.00b6339-03-1eab6339-03 玻璃溶氧电极类型:实验室常规使用,测量溶液的溶解氧使用1ea1350.00o7451-01-1eao7451-01 塑壳orp复合电极本体材质:塑料(pc) 参考系统:ag/agcl 测量范围:± 1999mv 透析孔:单陶瓷透析孔 填充液:胶状免填充 长度/直径:165mm/12mm 接头:bnc/y型 检测类型:实验室和现场常规使用,测量溶液的氧化还原电位一般用于氧化体系1ea720.00o7451-02-1eao7451-02 耐用型玻璃orp复合电极本体材质:塑玻璃 参考系统:双透析膜,ag/agcl 测量范围:± 1999mv 透析孔:环状玻璃磨砂 填充液:胶状免填充 长度/直径:160mm/13mm 接头:bnc/y型 检测类型:实验室常规使用,尤其适合对pc塑料有腐蚀的溶液,以及连续测试温度较高的场合 可以在浑浊液体或胶体溶液中使用,如牛奶、果酱、水1ea900.00b6339-06-1eab6339-06 温度电极类型:热敏电阻30k1ea261.00f7362-02-1eaf7362-02 余氯试片类型:每罐50片1ea198.00f7362-03-1eaf7362-03 总氯试片类型:每罐50片1ea198.00b6339-04-1eab6339-04 溶氧电极隔膜帽类型:1盒2个1ea135.00b6339-05-1eab6339-05 溶氧电解液类型:50ml1ea180.00
  • 锂电池新国标出台,原位产气量测试助力电池安全研发
    日前,为了进一步提高电动自行车锂电池质量安全谁,工业和信息部组织起草了《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》(GB 43854—2024)。从此,电动自行车的锂电池有了强制性国标。在我国城市街头,电动自行车社会保有量超过3.5亿辆,是千家万户的重要出行工具,超过20%的电动自行车配备了锂电池。锂电池在我们的生活中无处不在,带来了前所未有的便利,也隐藏着一些鲜为人知的威胁——那就是锂电池的产气行为。锂离子电池在正常使用过程中,由于电解液的氧化还原反应、正负极材料分解以及SEI膜分解等多种因素,可能会产生一定量的气体。这些气体在电池内部积聚,虽然初期可能不会对电池性能产生显著影响,但随着时间的推移,它们却可能成为潜在的“定时炸弹”。因此,为避免锂电池产气带来的潜在危害,我们需要深入研究产气行为规律,积极探索电池安全技术,并致力于开发更高品质的锂电池产品。(锂电池的产气成分研究)1、电池产气导致电池内部压力升高当压力超过电池外壳的承受极限时,电池可能会发生膨胀、泄漏甚至爆炸。这样的后果不仅可能损坏设备,更可能对用户造成人身伤害。(手机锂电池膨胀形变)2、电池产气影响电池性能和寿命由于产气行为的存在,电池内部有效空间被压缩,导致锂离子传递速度减慢。这不仅会降低电池的放电速率和能量密度,还会增加电池阻抗,电池更容易发热。日积月累,电池性能会加速衰减,寿命大大缩短。3、电池产气对环境造成污染虽然这些气体在正常情况下不会大量释放到环境中,但在电池损坏或回收处理不当的情况下,可能会泄漏到大气或水体中,对生态环境造成不良影响。面对这些潜在威胁,如何减少锂电池产气风险?1、源头上控制气体产生电池制造商通过不断优化生产工艺和材料配方,减少电解液和正负极材料中可能产生气体的杂质和残留物。同时,加强电池外壳的密封性和耐压能力也是必不可少的措施。2、注重电池保养和维护避免过充、过放和高温环境等恶劣条件对电池造成损害。此外,定期检查和更换老化的电池也是保障安全的重要手段。3、加强电池回收和处理建立健全的电池回收体系和处理机制可以最大限度地减少废旧电池对环境的影响和潜在危害。避免危机电池流入市场,引发安全事故。(锂电池热失控)《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》规定了电动自行车用锂离子蓄电池单体的安全要求,从电气安全、机械安全、环境安全、热扩散、互认协同充电、数据采集、标志等7个方面入手,从源头上提升锂离子蓄电池的本质安全水平。强制性新国标出台意味着市场需要更安全的锂电池产品。多个方面入手加强管理和控制减少气体产生的风险保障锂离子电池的安全和可靠性。通过专业测试仪器,了解电池在不同阶段的产气速率与产气总量,获取电池性能、质量和环境影响的重要信息。 (GPT-1000原位产气量测定仪)武汉电弛新能源有限公司推出了GPT-1000原位产气量测定仪,可实时、在线、连续、原位监测电池的产气行为,包括产气量和产气速率等参数,实现化成产气、过充产气、循环产气、存储产气等各阶段产气行为研究。GPT-1000原位产气量测定仪应用广泛,满足软包电池、方形/硬壳电池、圆柱电池、固态电池、钠电池等测试需求。
  • 大连化物所等实现高效稳定二氧化碳电解
    近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员汪国雄和中科院院士、大连化物所研究员包信和团队,与日本科研人员合作,在高温CO2电解研究方面取得新进展。研究通过氧化还原循环处理,构建了高密度金属/钙钛矿界面,显著提高了固体氧化物电解池CO2电解性能和稳定性。  固体氧化物电解池可在阴极将CO2和H2O转化为合成气、烃类燃料,并在阳极产生高纯O2,具有反应速率快、能量效率高、成本低等优点,在CO2转化和可再生清洁电能存储方面具有应用潜力。  钙钛矿型氧化物因其优异的可掺杂能力、抗积碳能力、氧化还原稳定性等,在催化和能源领域受到广泛关注。然而,与传统镍基阴极相比,钙钛矿电极因电催化活性不足导致其应用受到限制。将活性组分掺杂到钙钛矿体相,进而在还原气氛下原位溶出金属纳米颗粒,构建金属/钙钛矿界面,是一种提高CO2电解性能的有效途径。但金属纳米颗粒溶出仍存在颗粒密度低和颗粒尺寸大等缺点。此外,金属/钙钛矿界面形成机制以及催化机理缺乏直观的原位动态认识。  该工作中,科研人员制备了Ru掺杂的Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ(SFRuM)双钙钛矿,通过氧化还原循环处理使RuFe合金纳米颗粒密度从5900个μm-2(R1)增加到22680个μm-2(R6),平均粒径在2.2~2.9nm之间,有效调控了RuFe@SFRuM界面密度。科研人员结合原位气氛电子显微镜及元素分布和电子能量损失谱表征,揭示出在还原和氧化气氛下RuFe@SFRuM界面的形成和再生机制,阐明了表面Ru元素富集促进溶出高密度RuFe@SFRuM界面的内在本质。原位气氛电镜、电化学交流阻抗谱结合密度泛函理论计算证实,RuFe@SFRuM界面促进了CO2吸附活化。与SFRuM阴极相比,RuFe@SFRuM阴极在1.2V时,CO2电解电流密度提高了74.6%,在1000小时,CO2电解测试中表现出高稳定性。该研究为固体氧化物电解池高效稳定电解CO2提供了新策略。  相关工作以Promoting Exsolution of RuFe Alloy Nanoparticles on Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ via Repeated Redox Manipulations for CO2 Electrolysis为题,于近日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院青年创新促进会等的支持。  论文链接
  • 宝德、莱伯泰科、雷磁等国产品牌中标1084.65万元仪器采购大单
    日前,乐山市县级生态环境监测能力提升和县级生态环境监测机构标准化建设项目中标结果公布。该项目预算1204.347万元,分为3个采购包,采购冷原子吸收测汞仪、原子吸收仪、气相色谱仪、流动注射仪、全自动五日生化需氧量测定仪、红外测油仪、离子色谱、恒温恒湿称量系统等超200套仪器设备。最终,云洲、格雷斯普、福意联、莱伯泰科、建实、红谱、宝德、昂林、崂应、优谱、舜宇恒平、雷磁等国产品牌中标,总中标金额为1084.6514万元。中标详情如下:一、项目编号:N5111012023000047二、采购单位:乐山市生态环境局三、主要标的信息:第一包:取样及移动检测设备中标供应商:四川摩贤科技有限公司中标金额:3,690,000.00元序号采购标的数量(套)中标品牌规格型号1小型采样艇或采样船2云洲/云洲(盐城)创新科技有限公司;格雷斯普/北京市格雷斯普科技开发公司;福意联/北京福意电器有限公司等SC20、FC-24C、CG-0025L、FYL-YS-45L等2等比例采样器33分层采样器54超低温保存箱75便携式抽滤器96全自动智能化低速洗井采样系统27多普勒流量流速测定仪(定点式)18常规6参数仪(含水温计、pH计、氧化还原电位、电导仪、溶解氧仪、浊度仪)139便携式空气检测仪(TSP/PM10/PM2.5/气象五参数)710气象参数测定仪711多功能流量校准仪(大、中、小流量)212智能烟尘烟气综合采样测试仪(含低浓度颗粒物、阻容法烟气含湿量检测器、电化学及非分散红外烟气传感器、烟气预处理器、对接式多功能取样管(加长烟枪)713紫外烟气分析仪314挥发性有机物采样仪(含低温除水功能的低流量采样器)115挥发性有机物采样仪(真空采样箱)116大气采样器(含PM2.5、PM10、TSP、气态污染物手工采样器)317大气采样器(含PM2.5、PM10、TSP、氟化物、重金属手工采样器)718土壤采样器119环境振动分析仪220多功能声级计(含声级计和校准器)1421深井采样器322便携式流速测定仪/电波流速仪323烟气烟尘测试仪(直读)624手持式GPS1025便携式大气采样器326水质试剂盒627气体检测管728便携式分光光度仪229便携式测油测定仪230便携式重金属分析仪131便携式余氯测试仪332手持式叶绿素(蓝绿藻)测定仪133便携式浊度仪334激光测距仪3第二包:实验室大型监测设备中标供应商:乐山新鑫时代数码科技有限公司中标金额:4,170,000.00元序号仪器设备名称数量(套)中标品牌规格型号1冷原子吸收测汞仪1莱伯泰科/北京莱伯泰科技仪器股份有限公司;建实/建实(北京)分析仪器有限公司;红谱/浙江红谱科技股份有限公司;宝德/北京宝德仪器有限公司;昂林/上海昂林科学仪器股份有限公司MAX-S、AAS3800、GC2000、SPE1000Ultra、BC0Dcr-20、BDFIA-6800、REV0、0L40542原子吸收仪(含火焰原子吸收仪和石墨炉原子吸收仪)33气相色谱仪3#(配ECD、FID、PFPD)14自动固相萃取有机物前处理装置15全自动CODCr分析仪16流动注射仪27微波消解仪18全自动五日生化需氧量测定仪1第三包:其他实验室监测设备中标供应商:成都东仪佳科技有限公司中标金额:2,986,514.00元序号仪器设备名称数量中标品牌规格型号1智能降水监测仪2崂应/青岛崂应环境科技有限公司;优谱/四川优谱超纯科技有限公司;舜宇恒平/上海舜宇恒平科学仪器有限公司;雷磁/上海仪电科学仪器股份有限公司等5021型、UPL-IV-50EZ、FB224、JPSJ-605F等2纯水制备装置(超纯水机)23万分之一天平34溶解氧测定仪(实验室)35离子计16电热恒温水浴锅77COD恒温加热器28马弗炉29压力蒸汽灭菌器310电热鼓风干燥箱211恒温培养箱(BOD,专用)112恒温培养箱(微生物)213冷藏/冷冻冰箱914水平振荡器115分光光度计(含可见和紫外)616红外测油仪217离子色谱(阴离子)218电热板219赶酸仪320原子荧光仪321自动液相萃取有机物前处理装置222恒温恒湿称量系统(半自动/自动)323土壤研磨仪124土壤筛分仪125土壤分样仪126生物显微镜127酸化吹气装置(半自动/全自动)528全自动CODmn分析仪129全自动紫外测油仪(台式)230台式pH计131台式电导率仪132十万分之一天平133智能一体化蒸馏仪334便携式离心机235不锈钢多联滤器(六联配真空泵)1
  • 瑞士万通:温度滴定已有百年历史
    在许多化学专家眼中温度滴定是一门新颖的技术,然而并非如此。事实上,2月份温度滴定技术刚刚迎来它100岁的生日。James M. Bell和Charles F. Cowell于1913年2月在美国化学会期刊上发表的文献被公认为是温度滴定领域的先驱,原文参考(美国化学会ACS可供查询): DOI: 10.1021/ja02190a004,柠檬铵盐溶液的配置方法J. Am Chem. Soc. 35, 49-54 (1913) 过去的一个世纪里,作为电位滴定的补充,温度滴定技术在工业化学领域开发出许多应用方案(例如:钠离子、铝离子和磷酸盐等离子测定)。如今,温度滴定技术已经寻找到它最适合的应用领域。值得一提的是,相较于电位滴定技术,温度滴定速度更快、电极无需维护、能够耐受苛刻环境,一只电极适用于所有滴定:酸碱、氧化还原、络合、沉淀和非水滴定。859温度滴定系统是现在最成熟的温度滴定设备,虽然之前有许多公司努力尝试过,但瑞士万通是迄今为止将温度滴定技术拓展最为完善和成功的公司。关于瑞士万通:1949年,Metrohm开发出第一支pH计。1950年,Metrohm开发出首台复合电极。1955年,Metrohm开发出首台活塞式滴定管。1962年,Metrohm研发出首台自动极谱仪。1968年,Metrohm开发出首台数字化滴定仪。1973年,Metrohm研发出首台电子滴定管。1977年,Metrohm研发出首台16位微处理控制滴定仪。1981年,Metrohm研发出首台16位微处理控制极谱仪。1982年,Metrohm科学基金会成立。1989年,Metrohm研发出首台微处理控制集成式滴定仪。1992年,Metrohm研发出首台无死体积活塞式加液器。1995年,Metrohm研发出首台集成式离子色谱仪。2004年,Metrohm研发出首台由触摸屏控制的滴定仪。2006年,Metrohm研发出首台智能型pH电极(iTrodes)。2007年,Metrohm研发出首台智能型离子色谱仪。2009年,Metrohm研发出世界首款嵌入自动进样器的电位滴定仪。2011年,Metrohm研发出温度滴定仪、898xyz样品处理器、Ti-Touch一体式滴定仪2012年,Metrohm研发出899便携式水分仪、875气体水分仪、燃烧离子色谱仪……
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