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台式平板硫化机
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硫化是橡胶制品制造工艺中最重要的工艺过程之一。 就是使橡胶大分子链由线性变为网状的交联过程,从而获得良好物理机械性能和化学性能。 橡胶的硫化性能是反映橡胶在硫化过程中各种表现或者现象的指标,对进行科研、指导生产具有很大的实用价值,硫化性能最重要的包含焦烧性能、正硫化时间、硫化历程等,测定橡胶的硫化性能方法很多。其中以硫化仪和气泡点分析仪最佳。 ⑴ 门尼粘度计法 门尼粘度计法不但能测定生胶门尼粘度或混炼胶门尼粘度,表征胶料流变特性,而且能测定胶料的触变效应,弹性恢复、焦烧特性及硫化指数等性能,因此它是最早用于测定胶料硫化曲线的工具。虽然门尼粘度计不能直接读出正硫化时间,但可以用它来推算出硫化时间。 ⑵ 硫化仪法 硫化仪是近年出现的专用于测试橡胶硫化特性的试验仪器, 类型有多种。按作用原理有二大类。第一类在胶料硫化中施加一定振幅的力,测定相应变形量如流变仪;第二类是目前通用的一类。这一类流变仪在胶料硫化中施加一定振幅变形,测定相应剪切应力,如振动圆盘式流变仪。 3.1 橡胶门尼焦烧试验 胶料的焦烧是胶料在工艺流程中出现的早期硫化现象,每个胶料配方都有它的焦烧时间(包括操作焦烧时间和剩余焦烧时间)。在生产中应控制此段时间的长短。如果太短,则在操作的流程中易发生焦烧现象或者硫化时胶料不能充分流动,而使花纹不清而影响制品质量甚至会出现废品,如果焦烧时间太长,导致硫化周期增长,以此来降低生产效率。当前测定焦烧时间普遍的使用的方法是门尼焦烧粘度计(测定的焦烧时间称为门尼焦烧时间),此外也可以用硫化仪测其胶料初期时间(t10)。 3.1.1 门尼焦烧的试验原理 用门尼粘度计测定胶料焦烧是在特定的条件下, 根据未硫化胶料门尼粘度的变化,测定橡胶慢慢的出现硫化现象的时间。 3.2 橡胶硫化特性测定 为了测定橡胶硫化程度及橡胶硫化过程过去采用方法有化学法(结合硫法、溶胀法),物理机械性能法(定伸应力法、拉伸强度法、永久变形法等),这一些方法存在的主要缺点是不能连续测定硫化过程的全貌。硫化仪的出现解决了这样的一个问题,并把测定硫化程度的方法向前推进了一步。 硫化仪是上世纪六十年代发展起来的一种较好的橡胶测试仪器。广泛的应用于测定胶料的硫化特性。硫化仪能连续、直观地描绘出整个硫化过程的曲线,从而获得胶料硫化过程中的某些主要参数。 上岛 硫化试验仪(无转子) 型号:VR-3110 在规定的温度下,混合橡胶放在上下平板膜腔之间并施以正弦波扭矩振动时,随着橡胶的硫化测定其扭矩的变化。可根据最大扭矩、最小扭矩、焦烧时间、硫化时间、粘弹性等其它因素的变化求出硫化特性的试验机。 上岛 气泡点分析仪型号:VR-9110 气泡点分析仪是能在需要的最小限度抑制橡胶的硫化时间的测试机,而对车胎、皮带、防振橡胶等产品的硫化工程控制有效。对生产性提高、能源消减、摩耗特性或者耐久性等产品特性的提高有益。 橡胶硫化不够时看到的内部气泡在硫化工程中控制 ,知道每种材料的最佳硫化时间。
J. Phys. Chem. A:实验室台式X射线发射谱(XES)助力无机/有机硫化合物化学和电子结构解析及鉴别
硫(S),因在能源存储、生物化学、催化和环境科学等领域有着重要的应用而被广泛研究。因此了解硫的化学相互作用及电子结构对提升其在众多领域的应用有着及其重要的作用[1-3]。目前,用于分析硫和硫化物的众多技术都是直接探测硫元素的信息,而对其周围的配位原子、配体等重要的环境信息有所忽略。例如磁共振 (NMR) 表征技术,可以表征硫元素,但它活性核的自然丰度太低,而且信号很宽,没办法实现周围环境的表征。基于X射线的光谱技术,如同步辐射X射线吸收谱近边结构谱(XANES)及X射线光电子能谱(XPS),能轻松实现对硫和硫化物自身及周围环境的表征。但这两种表征技术也有不可忽视的问题:XANES需要在机时十分紧缺的同步辐射线站测试,而XPS只对样品表面信息敏感且需要真空环境。在过去的几年中,X射线发射谱 (X-Ray Emission Spectroscopy)方法及相关仪器的成功研制,大的推动了硫/硫化物的原子、电子结构及配位环境的相关研究。美国华盛顿大学Seidler教授利用台式XES仪器(美国easyXAFS公司)对S的Kα XES和Kβ VtC-XES (Valence to core) 进行研究,成功的构建并分析了硫化物氧化态和配位环境对应的谱学特征,并通过理论实验相结合的方法构建了硫化物电子结构配位结构的数据库,为以后的研究未知/已知硫化物的XES谱结构和预测提供了强有力的支持[4]。相关研究成果发表于The Journal of Physical Chemistry A, 2020, 124(26): 5415-5434.如图1a所示,电子从2p轨道退激发跃迁到1s空穴时所释放的荧光谱线为Kα峰,由于自旋轨道耦合效应使得Kα峰分裂为Kα1和Kα2,分别对应2p3/2和2p1/2到1s的跃迁。而电子从3p轨道退激发跃迁到1s空穴时所释放的荧光谱线,其低能位置处的Kβ’谱线d 轨道的交换相互作用。Kβ卫星峰又称为VtC-XES(Valence to Core XES),其主峰为Kβ2,5峰,来源于 3d 过渡金属的 3d 或 4p 轨道与配位原子 2p 轨道相互作用而产生的杂化轨道向3d 过渡金属1s轨道的跃迁。而Kβ’’来源于配位原子2s电子向3d 过渡金属1s轨道的跃迁。图1. (a) S的Kα和Kβ XES谱跃迁示意图;(b) Na2SO4,Dibenzothiophene(C12H8S),dimethyl sulfone(C2H6O2S)和ZnS样品中 S的Kα XES谱基于以上XES谱图的基础原理,能获取目标元素全轨道的电子结构和原子结构信息。如图1b所示为四种不同硫化物的Kα1和Kα2谱图。虽然这四种硫化物的氧化态和化学配位环境完全不同,但是该四种化合物中S Kα1和Kα2谱图的形状基本相同。同时,随着化合物中S元素价态的提升,图谱向高能方向挪动。这些发现与之前的研究结论相吻合:元素局域化学环境对其Kα谱线形状影响不大。在大部分的研究分析中,会以强度较大的Kα1峰为主要分析对象。能够最终靠分析目标样品中S的Kα1峰相对于单质S Kα1峰的峰位,对目标样品S价态做多元化的分析,同时还可以对混合样品中不同价态的S做多元化的分析。随后,研究人员通过将大量实验测得的VtC-XES谱与基于LR-TDDFT(线性响应时间相关密度泛函理论)理论计算方式得到的VtC-XES谱作对比,用以建立对应的数据库,后借助机器学习算法辅助后续的实验结果分析。如图2所示,进行了三种类型有机硫化物的S VtC-XES谱分析。A类型的化合物在2465.5 eV附近有个主峰,同时在主峰左右低高能方向各有个小肩峰。通过计算的跃迁数据(图中黑线),不难发现较高能的肩峰主要由一或两个主要的跃迁贡献。而主峰和较低能的肩峰由一系列的跃迁所贡献。对于B类型来说,主峰位置在能量高位置,约2465.5 eV附近(与A类型化合物主峰位置接近)。在2463 eV附近会有一个小峰,在某些化合物会出现或者作为一个较弱的肩峰出现。C类型的化合物出现了两个主峰,一个在2467 eV附近,另一个在2463 eV附近(是2467 eV峰强的1/3)。图2. 各种二价有机硫化物中S Kβ VtC-XES实验谱(红色为台式XES装置测得,蓝色为Yasuda and Kakiyama等测得[5])与LR-TDDFT计算谱(黑色及橙色)对比图如图3所示,对于含有硫和氧直接配位的有机物来说(除二苯亚砜),其S VtC-XES谱中有一个位于2467 eV附近的主峰(Kβ1,3峰),以及在其低能方向14 eV的另一个峰(Kβ’峰),后者是众所周知的S-O键的峰。图3. 各种有机硫氧化物中S Kβ VtC-XES实验谱(红色为台式XES装置测得,蓝色为Yasuda and Kakiyama等测得[5])与LR-TDDFT(线性响应时间相关密度泛函理论)计算谱(黑色及橙色)对比图后,研究人员利用分子轨道理论结合加权分析手段对谱图的特征做多元化的分析,得出结论:A和B类型化合物高能位置的峰主要由C,S及部分的O和N的p轨道贡献(HOMO能主要组成),而s轨道贡献较少。随着能量向低能方向过渡,p轨道贡献不断下降,而s轨道不断的提高。对于C类型硫化物,其高能位置的峰更强,主要是由于S的p轨道贡献较多。对于含S-O键的硫化物来说,其低能位置的Kβ’峰(2453 eV)主要由O和S的s和p轨道贡献,所以该峰是S-O键的特征峰。因此,随着S周围O配位的增加,Kβ’峰强也会随之增加。而这与分析VtC-XES谱中Kβ’’峰的方法一致。论文还对几种无机硫化物的XES谱结构可以进行了分析,这里就不重复分析了(J. Phys. Chem. A 2020, 124, 5415-5434)。综上所述,研究人员使用 LR-TDDFT 计算和XES实验谱学结合,解析了有机/无机硫化合物的配位结构特点,成功的再现了Kα和Kβ XES谱学特征。基于实验室别的台式XES仪器使得获取XES谱图变得更便捷且可信。通过实验和理论计算的数据及机器学习方法,为未来预测未知/已知结构的XES谱图提供了重要基础。图4. 各类型有机硫化物中S Kβ VtC-XES实验谱(红色为台式XES装置测得,蓝色为Yasuda and Kakiyama等测得[5])与LR-TDDFT计算谱(黑色及橙色)对比图,图中的柱状图为各种原子的轨道对于图谱的贡献值得一提的是,以上硫化物的XES实验谱图皆是研究人员利用美国easyXAFS公司台式XES谱仪测试得到的。目前,XES谱学技术在国际上使用研究较多,且不乏很多高质量的研究,而国内相关领域还处于早期阶段。目前国内仅有同步辐射光源线站能够直接进行XES测试,且不对用户开放(光源人员正在搭建发射谱线站和探索有关技术)。在不依赖稀缺性强的同步辐射光源的情况下,美国easyXAFS公司开发的台式X射线发射谱仪(easyXAFS100,150,300+)可以对材料(原位/非原位环境)的化学结构及电子结构(自旋态,配位原子区分,化合价等)进行精细表征,得到的谱图数据可以和同步辐射水平的X射线发射频图相媲美,且无论在峰位、峰形或其他等方面都具有非常好的一致性。easyXAFS公司新系列easyXAFS300+型号仪器,同时集成了XAFS和XES两种功能,这将助力更多研究人员在常规的实验室环境中,就可以实现X射线吸收谱和发射谱的测试及相关分析,实现更高质量、高前沿的科学研究。图5.(a)XES谱仪设计示意图;(c)easyXAFS公司台式XES谱仪及创始人Devon Mortensen 参考文献[1] Manthiram A, Chung S H, Zu C. Lithium–sulfur batteries: progress and prospects[J]. Advanced materials, 2015, 27(12): 1980-2006.[2] Rodriguez J A, Hrbek J. Interaction of sulfur with well-defined metal and oxide surfaces: unraveling the mysteries behind catalyst poisoning and desulfurization[J]. Accounts of Chemical Research, 1999, 32(9): 719-728.[3] Wilhelm Scherer H. Sulfur in soils[J]. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2009, 172(3): 326-335.[4] Holden W M, Jahrman E P, Govind N, et al. Probing sulfur chemical and electronic structure with experimental observation and quantitative theoretical prediction of Kα and valence-to-core Kβ X-ray emission spectroscopy[J]. The Journal of Physical Chemistry A, 2020, 124(26): 5415-5434.[5] Yasuda S, Kakiyama H. Chemical effects in X-ray Kα and Kβ emission spectra of sulfur in organic compounds[J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy, 1979, 35(5): 485-493.
国家标准化管理委员会对《离子型稀土矿混合稀土氧化物化学分析方法 硫酸根含量的测定》 等159项拟立项国家标准项目公开征求意见
各有关单位:经研究,现对《橡胶和橡胶制品 生物基含量的测定 第1部分:通用原则和采用胶料配方的计算方式》等159项拟立项国家标准项目公开征求意见,征求意见截止时间为2024年8月22日。请登录请登录标准技术司网站征求意见公示网页,查询项目信息和反馈意见建议。 2024年7月23日部分标准如下:#项目中文名称制修订截止日期1铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜 镜面反射率和镜面光泽度的测定修订2024-08-222密闭式炼胶机炼塑机修订2024-08-223建筑材料人工气候老化试验方法修订2024-08-224铝粉 第1部分:空气雾化铝粉修订2024-08-225氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法 第13部分:氧化钙含量的测定 火焰原子吸收光谱法修订2024-08-226平板硫化机修订2024-08-227稀土氧化物固态电解质粉制定2024-08-228稀土硅铁合金及镁硅铁合金化学分析方法第2部分:钙、镁、锰、铝、钡、锑、铋、锶、磷、钛量的测定修订2024-08-229彩晶装饰玻璃修订2024-08-2210水泥基胶凝材料浸水安定性检测验证的方法制定2024-08-2211稀土金属及其化合物物理性能测试方法 第1部分:稀土化合物粒度分布的测定修订2024-08-2212稀土系储氢合金吸放氢反应热力学性能测试方法制定2024-08-2213稀土系储氢合金吸放氢循环稳定性测试方法制定2024-08-2214离子型稀土矿混合稀土氧化物化学分析方法 硫酸根含量的测定制定2024-08-2215稀土废渣、废水化学分析方法 第6部分:铊、钒量的测定 电感耦合等离子体质谱法制定2024-08-22
据中国政府采购网消息:黑龙江省政府采购中心按照黑龙江省政府采购管理办公室下达的采购计划,依据《政府采购法》及相关法规,对哈尔滨理工大学教学设备采购及服务进行国内公开对外招标,现欢迎国内合格的供应商参加投标。 一、项目编号: SC[2013]1019 二、项目名称: 哈尔滨理工大学教学设备采购及服务 三、资产金额来源及构成:预算内 采购预算:400万元 四、招标内容: 项目名称 数量 采购预算(元) SC[2013]1019B0001 合计 1541100 精密电子天平 4 台 41200 精密电子天平 2 台 31400 带水冷平板硫化机 1 台 13000 电热平板硫化机 6 台 108000 显微变焦镜头 1 台 39000 显微变焦镜头 2 台 66000 电树枝观测摄像机 1 台 14500 试验变压器 8 台 120000 带水冷却电加热开炼机 2 台 90000 电加热开炼机 2 台 84000 转矩流变仪 1 台 160000 电缆切片机 1 台 28000 热老化箱5 台 120000 线 台 50000 热延伸试验仪 2 台 22000 电子万能试验机 2 台 180000 高速混合机 1 台 20000 小型实验高速混合机 2 台 30000 高压直流电源 1 台 15000 塑料冲片机 2 台 4000 显微镜光源 3 台15000 SC[2013]1019B0002 合计 2458900 光纤高精密位移台 2 台 16000 石油产品运动粘度、密度测定仪 1 台 20000 全自动微量水分测定仪 1 台 35000 混合信号示波器 1 台 135000 变倍缩放工业镜头及配件 2 套 9800 皮安电流表 3 台 42000 实验室高剪切分散乳化机 3 台 15600 球磨机及球磨罐 1 台 15400 高阻计 2 台 6200数字高阻计 2 套 15000 电热鼓风干燥箱 2 台 6800 表面电位计 1 台 96500 微生物快速检测系统 1 套 185000 比表面积及孔隙分析仪 1 套 350000 全自动粒度及ZETA电位分析仪1 套 602100 小型变压器油滤油机 1 台 5000 全自动内校电子分析天平 2 台 13000 线 线 库仑法微量水分测定仪1 台 38500 光学平台 2 台 140000 离子溅射仪 1 台 140000 带外接光路傅里叶光谱仪 1 台 427000 总计 4000000 五、评标方法:最低评标价法 交货时间:进口设备合同签订后三个月内,国产设备合同签订后一个月内 (技术方面的要求一览表有明确规定的,以技术一览表为准) 交货地点:哈尔滨 六、潜在供应商报名要求: 1、拟参加本项目投标的潜在供应商应具备《政府采购法》第二十二条供应商资格条件 2、拟参加本项目投标的潜在供应商须在黑龙江省内政府采购网注册登记并经黑龙江省政府采购管理办公室审核通过 七、投标人资质要求:详见招标文件第二章 八、报名方式及时间: 有意向参加本项目招标活动的潜在供应商请到黑龙江省政府采购网&ldquo 下载中心&rdquo 的&ldquo 招标采购文件&rdquo 查阅招标文件。如确定参加本次招标活动,须到黑龙江省政府采购网凭用户名和密码登录,点击&ldquo 网上报名&rdquo ,选定拟参与项目&ldquo 进入&rdquo ,选择投报采购包点击&ldquo 报名&rdquo ,则报名成功。报名时间:自2013年8月27日至2013年9月4日上午11时。只有在黑龙江省政府采购网报名成功的潜在供应商,方有资格参加本项目的投标活动。 公告发布:技术审核处 吕秀红 联系方式 九、招标文件获取方式: 报名成功后请登录黑龙江省政府采购网&ldquo 下载中心&rdquo 的&ldquo 招标采购文件&rdquo 下载招标文件。 十、招标文件的公示: 供应商报名起止时间为招标文件公示期,报名成功供应商如对招标文件某些条款不理解、有疑问或存在异议,请于报名截止时间前提出,逾期将不予受理,并视为对招标文件无异议。 (一)询问受理:1、请登陆黑龙江省政府采购网,凭用户名和密码登录后点击&ldquo 网上答疑&rdquo ,然后点击&ldquo 进入&rdquo 进行网上询问 2、电话询问:史旭升 王尔强 电话 (二)质疑受理: 请登陆黑龙江省政府采购网,凭用户名和密码登录后点击&ldquo 网上质疑&rdquo ,然后点击&ldquo 进入&rdquo 进行网上质疑,同时将质疑书原件及法人代表授权书原件送达采购中心,质疑书原件及法人代表授权书原件送达采购中心时间为供应商提出质疑时间,未在规定时间内送达质疑书原件及法人代表授权书原件的质疑为无效质疑。 质疑受理人:办公室 尚欣 十一、投标截止时间:2013年9月16日,上午9时30分。 十二、开标时间:2013年9月16日,上午9时30分。 十三、投标及开标地点:黑龙江省政府采购中心一楼招标大厅 十四、投标保证金金额及缴纳截止时间 包号 投标保证金金额(元) 投标保证金缴纳截止时间 第一包 16000 一、以银行汇款方式缴纳的投标保证金,请在2013年9月9日17时前到达采购中心保证金账户,采购中心以银行出具的纸质回单日期即银行转讫章日期为实际到账日期,否则投标无效。 二、以银行保函或担保保函形式提交投标保证金的供应商,应于2013年9月9日17时前到达采购中心一楼一站式服务台办理登记确认手续,否则投标无效。 公司名称:黑龙江省政府采购中心保证金户 开户银行:龙江银行哈尔滨开发区支行 行 号:0 账 号:2003 0121 0100 0000 3 汇款用途:SC[2013]1019项目的投标保证金 十五、采购人: 哈尔滨理工大学 地 址:哈尔滨市南岗区学府路52号 联系人:张荣涛 电 话 负责人:徐 岩 电 话 十六、集中采购机构:黑龙江省政府采购中心 地 址:哈尔滨市南岗区汉水路379号 邮 政 编 码:150090 货物采购处项目经办人:史旭升 王尔强 电 话: 传 真: 货物采购处项目负责人:王尔艳 电 话 传 真 黑龙江省政府采购中心 2013年8月26日 特别提示:经常有供应商因疏忽大意,递交的投标文件没有加盖公章或无法定代表人签字或签字人无法定代表人有效授权而导致其投标被拒绝,在此提醒广大参与政府采购的供应商应认真按招标文件要求编制投标文件,不要因不应该出现的错误而导致废标。
中国科学技术大学马骋教授团队开发了一种用于全固态电池的新型硫化物固态电解质,其原材料成本仅14.42美元每公斤,不到其它硫化物固态电解质原材料成本的8%。该成果近日发表在国际著名学术期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。全固态电池有望克服锂离子电池难以兼顾续航和安全性的瓶颈,从而突破目前电池技术的玻璃天花板。固态电解质是成功构筑全固态电池的关键,性能优异的硫化物则被一致认为最有希望实现全固态电池的实际应用。“日本丰田、韩国三星等有名的公司,都在过去的十几年内对此类材料来了大量的研发投入。”马骋说,但硫化物固态电解质的成本普遍超过195美元每公斤,远高于实现商业化所需要的50美元每公斤。这一问题的根源,在于硫化物固态电解质的合成需要用大量昂贵的硫化锂(不低于650美元每公斤)。在此次研究中,马骋开发了一种不以硫化锂作为原料的硫化物固态电解质——氧硫化磷锂,该原材料成本仅14.42美元每公斤,具有很强的成本竞争力。据介绍,氧硫化磷锂保留了硫化物固态电解质独特优势。它和锂金属组成的对称电池能实现4200小时之后的室温稳定循环,而它和硅负极、高镍三元正极组成的全固态软包电池,在60℃下循环200次后,仍具有89.29%的容量保持率。马骋说:“我们的工作表明硫化物固态电解质的成本问题并非无解。氧硫化磷锂作为一种新材料,在性能上仍有望实现逐步提升,我们也在为此继续努力。”
近日,宁夏大学材料与新能源学院教学科研基础条件建设设备采购项目发布招标公告。该招标项目共分为四个标段,总预算2160.12万元,采购多功能动态检测系统、微纳力学扫描探针显微镜、三维光学纳米轮廓仪、高温高能氧化气氛转靶原位XRD等46台/套仪器。项目基本情况如下:采购计划编号: 2022NCZ004529项目编号: NXTD-22098项目名称: 宁夏大学材料与新能源学院教学科研基础条件建设设备采购项目预算金额(元): 21601200.00采购需求:序号设备名称数量备注一标段设备清单(预算560.91万元)1非接触温度校准系统 (-40℃-2000℃)12★多功能动态检测系统 (核心产品)1原装进口3高精度精密微熔体成型设备14微型双螺杆挤出机 (高精度精密微熔体混合器)15线功能材料电学综合检测系统17颚式破碎仪18全自动冷冻研磨仪19LCR测试仪110静态压电系数测试仪111布里奇曼晶体生长/提纯系统112小型提拉法单晶生长系统113钙钛矿材料镀膜系统114超高分辨原位电化学工作站115高压超声波微波协同组合工作站116液-固转变原位三维分析系统117高通量箱式炉1二标段设备清单(预算496.65万元)1全自动双丝三维增材运动机构12★微纳力学扫描探针显微镜(核心产品)1原装进口3振动抛光机14高精度金属腐蚀电化学检测系统1原装进口5密炼机/开炼机16高速混合机17气体稀释和测试装置18偏光显微镜1原装进口9高精热常数分析仪1原装进口10扫描电镜原位冷冻系统111原位高低温显微镜-拉曼锂离子电池检测系统1三标段设备清单(预算561.56万元)1★三维光学纳米轮廓仪 (核心产品)1原装进口2环块三体磨损试验机13冲蚀腐蚀磨损试验机14共聚焦用原位加热台 (附件)1原装进口5全自动维氏硬度计1原装进口6三离子束研磨仪1原装进口7高温电子万能材料检测系统18增材超声微锻系统设备19多功能摩擦试验仪110平板硫化机111纤维强伸度仪112真空转移样品台 (SEM附件)113拉伸-压缩电阻联用监测系统114材料动力学性能检测系统1原装进口四标段设备清单(预算541.00万元)1紫外可见近红外光谱原位电化学分析平台1原装进口2★高温高能氧化气氛转靶原位XRD (核心产品)1原装进口3扫描电镜液体电化学原位系统14微波高温烧结炉1获取招标文件:(一标段)招标文件正文.pdf(二标段)招标文件正文.pdf(三标段)招标文件正文.pdf(四标段)招标文件正文.pdf提交投标文件截止时间、开标时间和地点:时间:2022-11-28 14:30:00(北京时间)地点:宁夏回族自治区公共资源交易服务中心对本次招标提出询问,请按以下方式联系:1、采购人信息 名称:宁夏大学 地址:宁夏银川市西夏区贺兰山路489号 联系方式、采购代理机构信息(如有) 名称:宁夏泰地招标有限公司 地址:宁夏银川市金凤区尹家渠北街70号鑫业大厦16楼 联系方式、项目联系方式 采购人项目联系人:马芳 电话 代理机构项目联系人:仵燕萍 电线
据中国政府采购网消息,河南省教育招标服务有限公司受郑州轻工业学院的委托,就实验室设备项目进行国内公开对外招标采购,欢迎合乎条件的供应商参加投标。 一、招标项目名称: 招标编号:豫财招标采购[2013] 1089号 二、招标项目简要说明: 项目A包: 序号 设备名称 数量(台) 1 水环式线 5 箱式电阻炉1 6 激光打印机 3 7 生物显微镜 2 8 紫外可见分光光度计 3 9 气敏检测系统(含电脑) 1 10 气敏测试老化台 2 11 远红外快速干燥箱 2 12 显微镜 1 13 数显显微熔点仪 1 14 传感器制作平台 2 15 COD测定仪 1 16 气相色谱(含电脑) 2 17 微机 6 18 增力电动搅拌器 18 19 可调控温电热套 10 20 超级恒温水浴 5 21 智能程序控制低温恒温槽 1 22 电子分析天平 10 23 两孔水浴锅 4 24 数显磁力搅拌器 10 25 分光光度计 8 26 旋转蒸发仪 2 27 电脑型偏光显微镜 2 28 封闭式高剪切乳化机 4 29 实验室连续高剪切乳化机 1 30 自动表面张力仪 1 31 水热合成反应釜 4 32 高压反应釜 2 33 多头磁力搅拌器 8 34 立式冷冻干燥机 1 35 微电脑精密点焊机 1 36 稳压电源 6 37 四探针扫描电阻测量仪 1 38 双恒电位仪 1 39 旋转圆盘电极 1 40 旋转盘环电极 1 项目B包: 序号 设备名称 数量(台) 1 氙灯耐气候老化试验箱 1 2 高温平板硫化机 2 3 两棍塑炼机 2 4 转矩流变仪 1 5 维卡软化点 温度测定仪 1 6 小型高速混合机 1 7 偏光显微镜 1 项目C包:超纯水生产设备1套 项目D包:实验台 75张 三、投标人资格要求及需要注意的几点: 注册于中华人民共和国境内,注册投资的金额不少于100万元人民币,具有独立承担民事责任能力的法人,投标人所投标设备为进口设备的,一定要有进口资质。 四、投标文件出售事宜: 招标文件出售时间:2013年9月18日起至2013年10月8日。 招标文件出售地点:河南省教育招标服务有限公司(河南省郑州市农业路与经五路交叉口河南机电学校综合楼500室) 。 招标文件售价:每套300块钱。 需要注意的几点:购买招标文件时需携带营业执照的副本原件或复印件,投标为进口设备的需具有进出口资质原件或复印件(营业范围须符合各相应标段货物所属行业,复印件加盖投标单位公章)。 五、投标文件接收信息: 投标截止及开标时间:2013年10月 11 日上午9∶30(北京时间)。 投标文件接收及开标地点:河南省教育招标服务有限公司开标室(河南省郑州市农业路与经五路交叉口河南机电学校综合楼504会议室),届时请参加投标的代表出席开标仪式。 六、购买标书联系事项: 购买标书联系人:薛旗 联系方式 项目联系人:陈奇 吴爽 曾凡磊 电线 联系地址:河南省郑州市农业路与经五路交叉口河南机电学校综合楼503室 传线 开户名称:河南省教育招标服务有限公司 账 号: 开户行:招商银行郑州分行营业部 河南省教育招标服务有限公司 2013年9月18日
近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊带领的固态能源系统技术中心,在硫化物基全固态电池失效机理研究和性能提升方面取得重要进展。相关成果发表在《科学通报》(Science Bulletin )上。 由高理论容量的高镍层状正极材料和锂金属负极组成的硫化物基全固态锂金属电池有望解决目前商用锂离子电池单位体积内的包含的能量低、安全性差等问题,是颇具前景的下一代高比能电池技术之一。实验研究表明,全固态电池存在循环寿命短、库仑效率低、容量衰退快等问题,影响了其进一步的发展与应用。由于缺乏合适的表征手段,全固态电池的衰退机制尚不清晰,因而需要准确、可靠的先进表征手段来剖析电极材料降解失效原理以阐明电池内在的衰退机制。 科研人员使用先进高分辨无损三维同步辐射X射线断层扫描成像技术(SXCT),对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM)Li6PS5ClLi固态电池衰退机制开展研究。实验根据结果得出,因正极电化学-机械力学耦合失效诱导的反应异质性产生不均匀的锂离子通量并传输到负极,进而产生不均匀的锂沉积、溶解行为及死锂的产生等。锂负极不均匀的电化学反应行为又反作用于正极并强化其反应异质性,形成一种正负极衰退互相促进的正强化机制。随着电池继续循环,正负极不均匀反应加剧造成结构破坏,同时正负极体积缩胀引起电解质的塑性变形,最终致使电池失效。对比实验表明,采用LiZr2(PO4)3 (LZP)对正极进行改性,有效抑制了正极的电化学-机械力学耦合失效,并明显提高了负极锂沉积-溶解均匀性和电解质的结构完整性。该工作揭示了硫化物基全固态电池中由锂离子传输动力学的动态演变引起的正负极之间正强化的衰退机制,首次提出了全固态金属锂电池正负极相互信赖、相互关联的失效行为,为逐步优化和发展全固态电池提供了新的思路和指导方向,并为开发下一代高能量密度与高安全性的高镍三元硫化物基全固态电池奠定了研究基础。 研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项、中科院青年创新促进会和山东能源研究院等的支持。青岛能源所硫化物全固态电池失效机制研究获进展
硫化橡胶逆向设计中成分测试方法研究苍飞飞1,2,3(1.北京橡院橡胶轮胎技术服务有限公司,北京,100143;2.北京橡胶工业研究设计院有限公司,北京,100143;国家橡胶轮胎质量检验检测中心,北京,100143)摘要:轮胎作为汽车行业重要的组成部分,一直在不断的向着新的目标迈进,轮胎胶料成分分析最重要的包含五个部分:高聚物定性、高聚物含量和炭黑含量、有机物定性、无机物定性定量、硫化体系的定性定量。高聚物定性能够正常的使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的含量采用热重分析仪;有机物定性能够使用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法;无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法;硫化体系的定性、定量采用化学法。大型仪器的使用,可以测试更准确可靠的实验数据,为轮胎行业的进一步成长,提供有力的依据。关键词:轮胎、成分分析、测试轮胎作为车辆唯一与地面接触的部位,承担着承受载荷、改变方向、缓冲与减震、驱动与制动四个方面的及其重要的作用[1]。轮胎的制备过程中配方和结构都是很重要的因素。目前在人类社会实现“碳中和”的伟大事业中,百岁老产品与时俱进,在社会可持续性发展的征程上续写着传奇、再立新功,助力人类社会达成“双碳”目标[2]。为了达到这个目标,国产轮胎还要不断努力,缩小与一线品牌轮胎的差异,从北京橡胶工业研究设计院有限公司第一次组织行业轮胎剖析会议到现在已经有40多年的历史了,轮胎行业的配方工程师一直都没有停下脚步,追寻着寻找合理的配方组成,因此开展轮胎成分测试工作是一项非常有意义的工作。在新时代、新环境下,轮胎肩负的责任发生了变化,目前气候平均状态随时间的变化慢慢的变成了世界各国政府关注的焦点,尤其近10年来各种自然灾害给人民生活贺财产造成了巨大损失[3]。为此,巴黎协定以后,各国政府在节能环保方面相继制定了严格的法律,并出台了相关措施,最好能够降低碳排放。各个行业纷纷开展相应的政策,并且都表示将于2040年实现“零”排放。因此轮胎的配方研制很重要。目前欧盟REACH法规、轮胎标签法及美国的SMARTWAY等,轮胎企业针对目前的状况投入大量的人力、物力,开发设计新产品,尤其是新能源汽车轮胎,利用新技术、新材料和新工艺生产制造出高性能的子午线轮胎,进一步提升了汽车的环保、节能和安全性能。 轮胎是一个很复杂的复合体,它大约有十几个部位组成,如:胎面胶、胎侧胶、基部胶、带束层胶、胎肩垫胶、胎体胶、胎圈胶、子口护胶、三角胶、内衬层胶等。目前针对整条轮胎成分检测有两个权威的检验测试的机构,一个是美国的斯密斯公司,另一个是国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心。两者在成分分析检验测试方面有一些差异,国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心检验测试的项目更完整、更全面,从胶型、胶比、橡胶含量、炭黑含量到有机填料、无机填料的定性定量检测;斯密斯公司擅长选择相同规格不同厂商的产品,分别测试,然后对比分析,并且在物理性能方面测试的项目比较完整,两者各有优缺点,剖析配方所呈现出来的结果要通过配方工程师的研究、调整、完善,才能转化为剖析配方。因此剖析配方是基础,是新配方研究得核心和关键。目前轮胎胶料成分分析方法的研究正在慢慢地的成熟,大量关于轮胎胶料配方组分研究的国家标准[4]-[10]已经发布或正在制定或修订过程中,方法标准的统一,让测试结果更加可靠,为配方的研究提供较为可靠、准确的实验数据。但方法和方法之间以及标准的应用方面还有一些问题,本研究就是基于相同试验项目采用不一样的仪器设施所存在的问题的讨论与研究工作,希望我们大家能够理解测试工程师的工作,如果人员和设备不存在问题,得出的结果您有异议,可能是方法问题导致的结果,希望大家能理解,能够正确的分析测试数据,解析出合理的结果,为新配方的研发提供有力的支持。胶料成分分析的方案胶料成分分析方案是根据样品配方设计的特点来确定的,不同的部位由于作用不一样,承受的条件也有差异,因此配方设计过程中是要对每个部位的特点来设计配方,例如[11]胎面胶是轮胎与地面接触的部分,那就需要提高轮胎胎面的胶料的拉伸性能和耐撕裂性能,使用特殊炭黑能增加轮胎的耐磨性和导电性,并且要注意轮胎的生热,增强轮胎的寿命。轮胎作为橡胶工业的主流产品,其设计及生产制作的完整过程的经济性直接影响企业的内生动力即盈利能力[12],因此在配方设计的过程中,也要考虑成本的计算,其中的配方成本是其中很重要的一项考虑因素。若能实现通过材料替代以节约成本和提高硫化效率的操作实例,其直接影响企业产品效益的最大化[13]。1.高聚物定性高聚物的定性轮胎成分分析非常重要的一个测试环节,胎面胶选择合适的橡胶品种可以改善胎面胶的耐磨性能和降低滚动阻力[14]。高聚物的鉴定目前常采用的方法有:裂解气相色谱法[4]~[5]、裂解气相色谱质谱法[10]、红外光谱法[15]、核磁共振波谱仪。裂解气相色谱法和裂解气相色谱质谱法都是基于裂解器的前处理装置,后面的气相为分离装置,用火焰离子检测器(FID)和质谱检测器(MS)测试高聚物样品的一种方式。裂解器在惰性气体中被快速热解而生成具有高聚物表征的裂解产物(小分子碎片混合物),并随着载气导入分离装置(气相色谱)中的一种前处理方式。此方法的特点是仪器灵敏度高,样品用量少,不受填料的干扰等优点,其缺点是需要建立实验室内部的谱库、本方法属于相对方法[16]。红外光谱法是经典的物质化学结构分析与鉴定方法之一[17],广泛应用于科研领域。红外光谱可以给出物质所包含的官能团、结晶态等化学结构信息;而且,化学结构不同的物质、对应的红外光谱谱图具有指纹特征性[18],在标准中明确说明针对生胶、硫化胶、未硫化胶以及热塑性弹性体进行鉴定的方法,一共有两种分析方法,透射分析法和反射分析法。在轮胎胶料成分分析过程中有两点需要注意,其一是钢丝圈夹胶由于硫黄含量过高,影响特征谱图,对结果的分析有影响;其二顺丁胶和丁苯橡胶混合时,区分有一定的困难。傅里叶变换红外光谱法在高分子鉴定过程中需要注意以上问题,避免存疑数据的存在。核磁共振波谱仪可以有效的表征高聚物的支化度,核磁共振波谱仪目前主要是H谱和C谱两类原子核谱图,H-NMR简便快捷能够通过不同级数C原子上H的积分面积,定量表征高聚物的短链支化度;而对于长链支化,需要利用C-NMR检测支化度C原子、支化点附件C原子的峰来确定支链类型和支化度[19]。2.高聚物及炭黑含量热重分析技术(thermogravimetry,TG)是指 在程序控制温度和一定气氛下连续测量待测样品的质量与温度或时间变化关系的一种热分析技术,主要用于研究物质的分解、化合、脱水、吸附、脱附、升华、蒸发等伴有质量增减的热变化过程。 基于 TG 法,可对物质进行定性分析、 组分分析、热参数测定和动力学参数测定等,常用于新材料研发和质量控制领域[20]-[21]。目前用的最多的方法有三个,其中轮胎常用的方法是,GB/T 14837.1-2014《橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶》,这个标准涵盖了轮胎常用的高聚物:天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。热重分析仪可以准确的表征胶料配方中高聚物的含量、炭黑含量。在二十世纪初期,热重分析仪主要来自于美国、欧洲以及日本厂商,国内的仪器产品稳定性差,但在最近几年,在国家对自主优质测试分析仪的大力资助下,具有自主知识产权的国产热重分析仪的研制呈现一些可喜的进展.。未来,随着我国科研水平的不断提高,相信在热重分析仪研发方面也能取得更大突破,同时,我国相关仪器 厂商也应一步一个脚印、不断提升自主创新能力,才能在日益激烈的热分析市场竞争中处于不败之地[20]。3.有机物定性、定量轮胎配方中需要加入有机配合剂,在配方的调整过程中,才能呈现出优异的性能,常加入的有机配合剂有:防老剂、防焦剂、促进剂、增粘剂、增塑剂、粘合剂、加工助剂等等,并且在硫化过程中,这些有机配合剂有的会发生化学反应,给配合剂的定性工作带来一定的难度。轮胎配方定性、定量常用的仪器设备是气相色谱质谱仪、裂解-气相色谱质谱仪、红外光谱仪、液相色谱仪、液相色谱质谱联用仪等。在长期的使用过程中,发现色谱方式由于色谱柱的分离作用,可以将混合物进行分离,可以提升检测的效率和检定结果的准确性。4.无机物定性、定量轮胎是一种常见的高分子复合材料,发展高耐磨、高抗湿滑、低滚阻的新一代轮胎是目前轮胎行业的重要挑战,在轮胎的制备过程中,填料的用量仅次于聚合物。填料的加入能提高聚合物复合材料的性能,改善轮胎的抗湿滑性、耐疲劳性以及耐低温耐高温能力等[22]。二氧化硅是轮胎中常用的填料,由于二氧化硅自身的特点,强吸附性、大比表面积,能轻松实现对有机分子的多层吸附,提高轮胎的抗撕裂性能[23]。二氧化硅的检测目前采用的化学法,将样品灼烧后,加入氢氟酸,剩余的二氧化硅与氢氟酸反应,生成四氟化硅,以气体的形式挥发掉,通过质量的变化来确定样品中加入的二氧化硅的含量。轮胎胶料中还有一些金属氧化物,如:氧化锌等,可以通过原子吸收光谱法和等离子发射光谱法进行测试。原子吸收光谱仪原理为处理后的液体样品吸入火焰中,火焰中形成的原子蒸汽对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。将测定的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较,确定样品中被测元素的含量[24]。电感耦合等离子体发射光谱仪原理为过滤或消解处理过的样品在等离子体火炬的高温下被原子化、电离、激发[25]。不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱,特征光谱的强弱与样品中原子浓度有关,即可测定样品中各元素的含量[26]。电感耦合等离子体发射光谱仪具有检出限低,准确度高、精密度高的优点, 并且可同时测定多种元素,时效快。但是在测定组分复杂的样品时,容易产生基体效应,从而影响检测结果的准确性。而火焰原子吸收光谱仪检出限较高,准确度、精密度相对较低,但在抗基体干扰能力方面的优势大于电感耦合等离子体发射光谱仪[27]。因此,在测试轮胎胶料样品时,要根据情况选择正真适合的仪器设备。5.硫化体系的定性、定量轮胎胶料的硫化体系主要是指加入的硫磺、促进剂、以及活化剂,其中硫磺含量的检测是依据国家标准GB/T 4497.1-2010《橡胶 全硫含量的测定 第1部分:氧瓶燃烧法》,将橡胶样品在通氧气条件下,燃烧,用双氧水吸收燃烧后气体,然后滴定生成的硫酸根,反推出胶料中硫含量。本方法测试的是胶料中所有的硫,包括促进剂中的硫、炭黑中的硫。因此对数据的解读需要进行修正。小结本文对轮胎胶料的成分分析进行了全面的介绍,高聚物定性可以使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的定量采用热重分析仪;有机物定性可以采用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法、无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法、硫化体系的定性、定量采用化学法。合理的使用方法,可以为进一步解析数据提供有力的支持,为轮胎配方胶料的研制提供有力的数据支持。作者简介苍飞飞, 北京橡院橡胶轮胎检测技术服务有限公司(国家轮胎质量检验检测中心)/北京橡胶工业研究设计院有限公司副总工程师、技术负责人、高级工程师,从事橡胶检测工作22年,主要工作之一为开展轮胎橡胶制品类产品得剖析检测工作,使进口产品国产化提供有力的数据。社会兼职:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会合成橡胶分技术委员会专家委员;全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分会专家委员;北京市热分析学会委员;公安部检测中心专家库成员;教育装备协会理事会理事等。主持或参加纵向及横向项目30余项;完成学术论文30余篇;参加国家标准制修订工作11项,其中“橡胶制品化学分析方法研究与制定”作为主要起草人获得中国石油和化学工业联合会科学进步二等奖;参加国际标准修订比对工作3项;发明专利13项;实用新型专利3项。参考文献:[1]朱华健,牛金坡,李凡珠,何红,王润国,卢咏来,张立群.新型轮胎结构的现状与发展[J].高分子通报i.1003-3726.2019.11.001.[2]许叔亮.百年轮胎续写传奇:轮胎的性能设计与社会可持续性发展(上)[J].中国橡胶,2022,38(01):16-19.[3]吴桂忠.高性能子午线轮胎研发、生产和试验研究概况及发展趋势[J].中国橡胶,2022,38(02):17-26.[4] GB/T 29613.1-2013.橡胶裂解气相色谱分析法 第1部分:聚合物(单一及并用)的鉴定[S].北京:中国标准出版社,2013.[5] GB/T 29613.2-2014.橡胶裂解气相色谱分析法 第2部分:苯乙烯/丁二烯/异戊二烯比率的测定[S].北京:中国标准出版社,2014.[6] GB/T 14837.1-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[7] GB/T 14837.2-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第2部分:丙烯腈-丁二烯橡胶和卤化丁基橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[8] GB/T 33078-2016. 橡胶 防老剂的测定 气相色谱-质谱法[S].北京:中国标准出版社,2016.[9] GB/T 14837.3-2018. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第3部分:抽提的烃橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷橡胶[S].北京:中国标准出版社,2016.[10] GB/T 39699-2020. 橡胶 聚合物的鉴定 裂解气相色谱-质谱法[S].北京:中国标准出版社,2020.[11]王静,褚.航空子午线轮胎胶料配方设计[J].橡塑技术与装备,2022,48(06):39-43.DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.06.008.[12]李萍.塑料企业的风险控制与经济管理——评《企业风险管理》[J].塑料科技,2021,49(12):124-125.[13]万达淳,郑闻运,陈弩.基于橡胶配方和工艺的轮胎产品经济性分析[J].橡胶科技,2022,20(05):247-249.[14] Kwag G,Kim P,Han S,et al. 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【工作介绍】锂金属由于其最高的能量密度而被认为是最理想的锂电池负极材料,但传统的锂金属-液体电解液电池系统存在着低库仑效率、SEI重复破裂生成和锂枝晶生长等问题。由锂金属、芳香烃和醚类溶剂组成的室温液态锂金属可从根本上抑制锂枝晶形核生长,从而解决以上问题,并且比高温熔融的碱金属或碱金属合金更容易控制、更稳定、更安全。然而,室温液态锂金属与硫化物固态电解质界面不兼容,会发生剧烈的化学反应。基于此,中科院物理所吴凡团队在解决硫化物固态电解质与有机液体电极之间长期存在的固-液界面相容性难题上取得了突破。开发出了包括PEO和β-Li3PS4/S在内的多种兼容性强的界面保护层,实现了大于1000h的长时间稳定循环。这种稳定硫化物固态电解质和有机液态锂负极之间的固-液界面的技术方法,成功地解决了界面副反应的关键问题,使这种电池构造在长周期运行中安全稳定。这为进一步提高锂电池的循环寿命和安全性开辟了新的路径。该成果以“Stable Interface Between Sulfide Solid Electrolyte and-Room-Temperature Liquid Lithium Anode”为题发表在ACS Nano上,通讯作者为中国科学院物理研究所吴凡研究员,共同第一作者为彭健博士,伍登旭硕士和姜智文硕士。【背景介绍】在锂离子电池中,固-液界面的化学和电化学不稳定性对电池特性有重要影响,如充放电效率、能量效率、能量密度、功率密度、循环性、使用寿命、安全性和自放电。不稳定的固体电解质界面(SEI)和暴露的表面会消耗锂源,降低循环性能/放电效率,增加内阻,产生气体,并降低安全性。解决固-液界面的化学/电化学不稳定问题是电池有效运行的关键。因此,对界面问题的研究是锂离子电池基础研究的核心。为了稳定电极-电解质界面,研究人员通常对电极/电解质材料或电极/电解质表面进行改性,或在电解质中添加添加剂以形成更稳定的SEI层,以获得良好效果。硫化物固体电解质(SE)表现出与液体电解质相当/超过液体电解质的高离子传导性和理想的机械硬度。然而,硫化物SE和有机液体电极(LE)之间的固-液界面问题一直是一个难以克服的挑战,研究结果非常有限。如果这个界面问题能够得到很好的解决,硫化物SE的应用范围可以从全固态电池(ASSB)系统进一步扩大到半固态电池(SSSB)系统。例如,在锂硫(Li-S)电池系统中,硫化物SE被用来形成固-液混合电解质,可以轻松又有效防止锂-硫电池中的穿梭效应,进一步提高循环性能。此外,在这项工作和以前的相关工作中,硫化物SE被应用于液体金属锂(Li-BP-DME)电池。在这种新的电池配置中,带有PEO保护层的硫化物SE和Li-BP-DME溶液可以保持稳定和兼容的界面,从而提高循环稳定性。然而,深入的降解机制仍然是缺失的,没有得到理解。为了清楚准确地了解硫化物SE(Li7P3S11(LPS))-有机LEs(液态金属Li-BP-DME)电池的固-液界面的形成和演变机制,本工作利用各种先进的表征技术对界面进行了研究,如X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)等。此外,基于对界面的深入研究,有效地设计和控制了有机LE/硫化物SE界面。因此,在有机LE和硫化物SE之间的固-液界面相容性这一长期难题上取得了突破性进展。获得了多种化学/电化学稳定、高锂电导率、电子绝缘的与有机LEs(液态金属锂-BP-DME)和硫化物SEs(LPS)兼容的界面保护层,包括PEO-LiTFSI和β-Li3PS4/S界面层。对液态金属锂(Li-BP-DME)与保护层反应形成的SEI层进行了深入表征。此外,在使用两种界面保护层的硫化物SE(LPS)/界面保护层/有机LE(Li-BP-DME)对称电池中获得了长周期性能。在使用PEO-LiTFSI聚合物界面保护层的对称电池中,在循环1000小时后,阻抗和极化电压值仍然很小。同样,带有β-Li3PS4/S界面保护层的对称电池也可以稳定地循环1100h,而且阻抗很小。这些结果证明了两个界面保护层的有效性,它们可以长期稳定硫化物SE(LPS)和有机LE(Li-BP-DME)之间的固-液界面。这种稳定固-液界面的技术方法成功地解决了硫化物SE(LPS)-有机LE(Li-BP-DME)电池体系中界面副反应的关键问题。因此,液态金属锂(Li-BP-DME)可以提供优异的性能,如高安全性、优异的树枝状物抑制能力、低氧化还原电位0.2V-0.3V vs Li/Li+,以及室温下12mS cm-1的高电导率,并且电池系统可以长期安全循环。该技术方法为解决硫化物SE和有机LE的固-液界面相容性问题提供了宝贵的方法,对进一步提高锂电池的循环寿命和安全性具有重要的现实意义。 【核心内容】为了研究的硫化物SE(Li7P3S11)和液体金属锂BP-DME之间的SEI,我们组装了Li1.5BP3DME10/LPS/Li1.5BP3DME10对称电池(图1a-1c)。有机LE与硫化物SE接触,形成固-液界面,如图1c所示。图1a显示了对称电池的电压曲线,显示了逐渐增加的过电位(从0.123V到2.45V)和不稳定的循环,在30℃下电流密度为0.127mA cm-2,持续200小时。对称电池的阻抗持续增加表明在界面上发生了副反应,硫化物SE(LPS)和有机LE(Li-BP-DME)之间的化学/电化学稳定性很差。这也可以从循环前后的LPS的XRD数据中得到证实(图1d)。循环后,LPS片材表面的特征峰几乎完全消失,表明LPS表面几乎完全反应或分解了。循环后的硫化物SE的横截面和平视形态由SEM进行了表征。由于硫化物SE的面积比有机LE的面积大,LPS有两个区域。一个是暴露于Li-BP-DME的反应区,另一个是未暴露于Li-BP-DME的非反应区,如图1e所示。图1f-g显示了循环后的LPS片的SEM图像,它显示了LPS片的反应区和非反应区的细节。结果显示,许多界面侧面反应的产物堆积在反应区,而未反应区是光滑、平坦和密集的。图1g的EDS映射图见图1h。比较反应区和未反应区的C、O、P和S元素含量,未反应区的P和S元素含量明显高于反应区,而反应区的C和O元素含量则高于未反应区。这些结果表明,界面副反应导致了硫化物SE的分解,大量的有机物质在反应区积累。图1i-1j分别显示了非反应区、轻度反应区、轻度严重反应区和严重反应区的细节。与图1i中的非反应区相比,在从非反应区向反应区过渡的过程中,界面侧的反应程度逐渐加强。轻度反应区的反应物的形态特征是光滑的球形小颗粒堆积,而轻度反应区的反应物是小绒球状颗粒,有不连续的薄层和裂缝。那些在严重反应区的颗粒的特点是更多的颗粒堆积在一起,形成一个更厚的界面层,它是崎岖不平的,有许多孔隙。图1m-1p是LPS片界面的SEM和EDS图谱。图1n中严重反应区的横截面形态显示,反应后的LPS片变得松散,具有多层结构。这表明在LPS界面和内部发生了化学反应,产生了更多的反应产物。反应产物很大,导致固体电解质层之间出现断裂和撕裂。由于反应产物的离子传导能力比原来的LPS SE弱,而且整个电解质片的离子传导通道不均匀,对称电池的极化不断增加。图1o清楚地显示了一个蓬松的、较厚的SEI层,厚度约为1.5μm。图1o的EDS映射图显示在图1p。可以看出,SEI层中C和O元素的含量高于LPS片,而LPS片中P和S元素的含量则高于SEI层。这些结果表明,SEI层的成分中含有大量的有机物和部分无机物,导致其具有蓬松而非致密的特点,离子传导率低。 图2显示了Li7P3S11的XPS分析以及它们与液体金属锂的反应。P 2p光谱可分为131.4 eV和133.1 eV的两个峰,分别对应于P2S74-和PS43-物种。随着反应的加剧,P2S74-的峰面积比从散装Li7P3S11的61%下降到严重反应区的48%。这一现象的原因是在Li7P3S11的DME溶解产物中,P2S7相比PS4相更易溶解。P2S7相的逐渐溶解导致Li7P3S11电解液表面不断形成孔和裂缝,这与SEM的结果很一致。在块状Li7P3S11中,S 2p信号可由三种不同的硫物种描述,在161.3、162.0和163.4 eV处发现峰值,它们分别对应于P-S-Li、P=S和P-S-P硫物种。峰区产生的P-S-Li、P=S和P-S-P硫磺物种的比例约为7:3:1,与Li7P3S11结构模型的理论值非常吻合。在Li7P3S11的轻度和重度反应区,属于P2S7相的P-S-P的峰面积比下降,这也证实了P2S7相的溶解。此外,在严重反应区,159.9 eV的新峰被赋予Li2S,这源于Li7P3S11 SE与液体金属锂的反应。至于C 1s光谱,Li7P3S11中284.8和286.7 eV的信号分别对应于-(CH2)-键和-O-CH2-键,这归因于样品杂质(脂肪族、不定形碳)。以284.8 eV为中心的碳峰被用作参考峰。在轻度反应区,在288.6 eV处出现了另一个C 1s信号,它源于DME分解的-O=C-O-。在严重反应区,也检测到了来自碳酸盐物种(如Li2CO3和ROCO2Li)的-OCO2-(在289.6 eV)。Li7P3S11中的O 1s光谱由两个主要贡献描述。位于531.2和532.9 eV的峰值分别属于Li-O-(Li2O)和C-O-C。Li2O是另一种常见的相位杂质。在轻度反应区,发现来自酯类(-COOR)的C=O键(在532.4 eV)。在严重反应区,C=O(-COOR和-OCO2-)的峰面积比明显增加,这与上述C 1s光谱的分析一致。在Li 1s光谱中,55.4 eV的峰可以归属于Li-O(Li2O,LiOH,Li2CO3)或Li-S(Li-S-P,Li2S),这些材料的BEs非常接近,因此这里用一个宽峰来近似地拟合Li 1s光谱。为了进一步研究SEI,通过TOF-SIMS技术对循环后的LPS裸片进行了测量。补充图1显示了LPS表面的SEI带负电和正电的片段的质谱,其中包含了关于SEI带电片段的信息。质谱包含了大量的正负离子碎片,包括无机离子碎片离子碎片。无机物包括LiC(C-)、LiH(Li2H+)、Li2O(Li3O+)、多硫化锂LiSx(S-、S2-、S3-、Li2S+、Li3S+)、Li3P(P-)、Li3PO4(P-、PO2-、Li2PO2+)、Li2SO3或LiSxOy(SO-、S2O-、SO2、 Li2SO+,Li3SO+),LiOH(LiO2H2-),LiSH(SH-,Li2SH+),Li2CO3(Li3CO3+),一些硫化物的分解产物(PS-,PS2-,PS3-,PSO-,PS2O-),以及由一些杂质元素产生的LiF,LiCl。有机化合物包括烷氧基碳酸盐ROCO2Li(O-)、烷氧基亚硫酸盐ROSO2Li(SO-、S2O-、SO2-、Li2SO+、Li3SO+)、乙炔化合物(CH-、C2H-)、烷基化合物(CH3+)、非芳香族化合物硫醇RSH(SH-)、甲酸锂HCOOLi(CHO2-)、乙酰基锂HCCOLi(C2HO-)和其他有机化合物。C6H5+苯环离子的存在表明联苯的分解。虽然不同反应区(轻度反应区和重度反应区)的SEI形态特征不同(图1j-1l所示),但不同区域的离子碎片基本相同,而只有个别离子种类不同。例如,Li2S+(m/z=46)、Li2SO+(m/z=62)、Li3SO+(m/z=69)和Li2PO2+(m/z=77)无机离子碎片没有出现在严重反应区,而CH3OLi2+(m/z=45)、CH3O2+(m/z=47)和 C6H5+(m/z=77)有机离子碎片没有出现在温和反应区。这表明严重反应区的SEI层比轻微反应区的SEI层含有更多的有机产物,这样,严重反应区的SEI层的形态是由大量的有机物堆积形成的笨重而松散的结构。为了研究这些反应产物物种的空间分布,测量了负离子和正离子模式的映射图像,如图3a,图3b所示。从图3a中可以看出,C-、O-、CH-、C2H-、S-和SH-有机二次离子表现出相对较高的强度,而其他无机二次离子表现出相比来说较低的强度。这意味着SEI层的表面,即靠近有机LE的一侧,主要由有机物组成,而无机物的比例较少。图3b显示Li+二次离子的强度相对较高,说明在SEI形成过程中,锂源被部分消耗,SEI表层的有机产物含有大量的锂元素。根据LPS片在负离子和正离子模式下循环后的深度曲线f),无机离子片段(Sx-(S-,S2-,S3-),SxOy-(SO-,SO2-,S2O-),PSxOy-(PS-,PS2-,PS3-,PSO-),P-,PO2-,SH-、 LiO2H2-, LiS-, Li+, Li2+, Li2H+, Li2SH+, Li2OH+, Li3O+, Li3CO3+, LiSxOy+ (Li2S+, Li3S+, Li2SO+, Li3SO+), Li2PO2+) 随着分析深度的增加而增加、 而有机离子碎片(C-, O-, CH-, C2H-, CH2O-, CHO2-, CH3+, CH3O2-, C6H5+, CH3OLi2+)的强度随着深度的增加而降低,表明SEI是双层结构,外层和内层分别由有机和无机相组成。这与主流的SEI层模型和镶嵌模型中的双层模型是一致的(即SEI层由两层物质组成,靠近液态电解质的松散有机物和靠近金属锂的致密无机物)。从深度剖面曲线也可以确认SEI的厚度,大于166nm(10nm min-1 SiO2标准,1000s),比传统液态电解质金属锂电池的厚度(10~20nm)。从二次离子的三维分布(图3g),可以观察到二次离子随深度变化的趋势。二次离子的三维分布与图3c-3f中二次离子随深度变化的趋势一致。值得指出的是,硫化物SE (Li7P3S11)的分解产物(PS-, PS2-, PS3-, PSO-, PS2O-)的含量随深度增加,说明大量的硫化物SE (Li7P3S11)被分解,分解产物在硫化物SE附近的表面聚集。总之,的硫化物SE和有机液体金属锂-BP-DME之间的界面层是一个松散的界面层,其中有机和无机产物是随机堆积的。松散的界面层没有形成一个薄而密的连续无机界面层来阻挡有机Li-BP-DME,而是让液态金属锂不断地通过这个界面层与硫化物SE发生反应,从而消耗了电池中的锂源,降低了电池的循环性能,导致电池的内阻增加,最终失效。 根据上述特征分析,由硫化物SE和有机LE Li-BP-DME反应形成的SEI不能稳定地兼容。因此,有必要设计出化学/电化学稳定、高锂导电性和电子绝缘性并与有机LE Li-BP-DME和硫化物SE兼容的人工SEI层。此文选择了四种可能适用于硫化物SE和液体有机阳极的界面层材料,包括LIPON、富含LiF的界面层、PEO-LiTFSI聚合物和β-Li3PS4/S(图4a-4d)。LIPON界面层的厚度为200纳米,通过磁控溅射在硫化物SE片上,如图4e所示。图4f显示了在固定电流为0.127 mA cm-2时,由Li7P3S11、Li-BP-DME和LIPON界面层组装的对称电池的电压曲线。对称电池显示出低的初始过电位(0.08V),但在循环200小时后电压
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