硫化锌中硫酸根含量标准物质的研制

介绍了红外光学材料用ZnS粉体标准物质的研制工作。以ZnS粉体为基体材料,通过提纯方法进行ZnS粉体中硫酸根含量标准物质的制备。经过均匀性检验、稳定性考察后,采用离子色谱法进行定值。制备的标准物质硫酸根含量在0.1%~0.5%范围呈3个梯度分布,相对扩展不确定度U不大于2%(k=2)。     

离子色谱法测定PM_(2.5)中可溶性阴离子含量不确定度评议

准确测定大气颗粒物中水溶性组分对分析污染物来源及身体健康具有重要意义。本文采用离子色谱法测定PM2.5中水溶性阴离子(氯离子、硝酸根离子、硫酸根离子)含量,并对测定的不确定度进行分析。分析过程不确定度来源是样品重复性测量引入不确定度,样品测量准确性引入不确定度和标准曲线的不确定度。应用不确定度评定理论,分别计算氯离子、硝酸根离子和硫酸根离子的合成不确定度。结果表明,滤膜质量与取样环节是不确定度的主要来源。为了提高分析准确性,建议使用本底低的滤膜,取全样分析。     

碳化硼成分分析标准物质的研制

介绍碳化硼成分分析标准物质的制备方法。以硼酸和蔗糖为原材料,酯化反应得到硼酸酯沉淀,经过烧结制备碳化硼粉体。用低温前驱体裂解法制备碳化硼成分分析标准物质,并进行了均匀性检验、稳定性考察,采用8家实验室协作定值,对定值结果的不确定度进行了评定。结果表明,研制的碳化硼成分分析标准物质具有良好的均匀性和稳定性,量值准确可靠,定值结果的相对扩展不确定度为0.003 1%~0.13%(k=2)。     

氢化物发生-原子荧光法测定高温合金中痕量铋的测量不确定度评定

介绍氢化物发生–原子荧光光谱法(HG–AFS)测定高温合金中痕量铋(Bi)的不确定度评定方法,建立了数学模型,分析了测量过程中不确定度的来源,并对不确定度分量进行了量化。当高温合金中铋含量为0.00016%时,扩展不确定度为0.00002%(k=2)。     

锐钛相介孔SO2-4/TiO2的声化学制备及结构和催化酯化性能

不使用有机模板剂,采用超声化学法一步水解制得吸附硫酸根的介孔偏钛酸,500℃焙烧得到介孔SO2-4/TiO2固体超强酸.用XRD、TFEM、FTIR、低温氮吸附-脱附等手段对催化剂结构进行了表征.结果表明,硫酸根在焙烧过程中与前驱体介孔偏钛酸孔壁上自由羟基的键合起到了孔结构导向及支撑作用,500℃焙烧后样品具有161 m2·g-1的比表面积及4.1 nm的平均孔径,酸强度H0介于-14.52与-16.02之间,硫含量为2.8%,晶型全部为锐钛矿相,介孔SO2-4/TiO2具有较大比表面、强酸特性和稳定性.催化合成富马酸二甲酯的最佳条件为:n(甲醇):n(富马酸)=6:1,催化剂用量为1.0%(反应物总质量),带水剂苯用量为10 mL,反应时间为3 h,催化剂重复使用7次,酯化率大于90%.     

锐钛相介孔SO42-/TiO2的声化学制备及结构和催化酯化性能

不使用有机模板剂,采用超声化学法一步水解制得吸附硫酸根的介孔偏钛酸,500℃焙烧得到介孔SO2-4/TiO2固体超强酸.用XRD、TFEM、FTIR、低温氮吸附-脱附等手段对催化剂结构进行了表征.结果表明,硫酸根在焙烧过程中与前驱体介孔偏钛酸孔壁上自由羟基的键合起到了孔结构导向及支撑作用,500℃焙烧后样品具有161 m2·g-1的比表面积及4.1 nm的平均孔径,酸强度H0介于-14.52与-16.02之间,硫含量为2.8%,晶型全部为锐钛矿相,介孔SO2-4/TiO2具有较大比表面、强酸特性和稳定性.催化合成富马酸二甲酯的最佳条件为:n(甲醇):n(富马酸)=6:1,催化剂用量为1.0%(反应物总质量),带水剂苯用量为10 mL,反应时间为3 h,催化剂重复使用7次,酯化率大于90%.     

GC-MS法测定发酵食品中氨基甲酸乙酯含量的测量不确定度评定

采用气相色谱-质谱(GC-MS)法测定了发酵食品中氨基甲酸乙酯含量,找出了影响测量结果不确定度的主要因素,并用计量学方法对测量不确定度进行了评定.当发酵食品样品中氨基甲酸乙酯的测定结果为21.51ng/mL时,其相对扩展不确定度为8.7%(k=2).该方法可以用于发酵食品中氨基甲酸乙酯含量的质量控制.     

分光光度法测量焚烧飞灰中总砷含量的不确定度评定

通过研究分光光度法测定焚烧飞灰中总砷含量的过程可知,该方法测量不确定度的主要来源包括:由回归方程计算砷的质量引入的不确定度,样品稀释引入的不确定度,飞灰质量测定引入的不确定度以及重复性测量引入的不确定度.对不确定度分量进行了计算,分光光度计测量飞灰中砷含量的结果表示为(11. 15±2. 36)%(k=2).     

火焰光度法测定烤烟烟叶中钾的不确定度评定

根据JJF 1059.1–2012 《测量不确定度评定与表示》建立了数学模型,对火焰光度法测定烤烟上、中、下部烟叶中钾含量的标准不确定度分量进行评定和合成。不确定度主要来源于标准曲线拟合、标准溶液配制、加标回收率和测定重复性。当烤烟上部烟叶钾含量为1.817 1%时,其扩展不确定度为0.068 3% (k=2);当中部烟叶钾含量为2.154 8%时,其扩展不确定度为0.073 3%(k=2);当下部烟叶钾含量为2.420 7%时,其扩展不确定度为0.071 2%(k=2)。该方法确定了影响火焰光度法测定烤烟烟叶中钾的关键因素,提高了检测准确性和可靠性。     

电感耦合等离子体质谱法测定镍基高温合金中磷含量的不确定度评定

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定镍基高温合金中磷杂质含量,对该测定方法的不确定度进行评定。建立了不确定度评定的数学模型,对不确定度的来源进行了全面分析,通过计算得到扩展不确定度。采用ICP-MS法测定YSBC 41503-2012标准物质中的磷含量,测定值为0.0035%,测定结果与证书参考值一致。按照建立的不确定度评定方法得扩展不确定度为0.0002%(k=2)。该方法适用于ICP-MS法测定高温合金中磷含量的不确定度评定。     

高比容量锂离子电池正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)的制备及性能北大核心CSCD

以LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)为研究对象,通过共沉淀法制备了不同F物质的量分数(0%、1%、3%、5%)的LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)三元正极材料(NCM),通过对NCM材料的晶格结构、微观形貌、电化学性能进行分析,结果表明:F掺杂后提高了NCM材料的结晶度,降低了阳离子混乱程度,适量的F掺杂有助于减小NCM三元正极材料的尺寸和提高均匀性,F的掺杂还能够降低NCM三元正极材料的极化现象,初始放电比容量随着F的掺杂含量升高呈现出先升高后降低的趋势,循环性能随着F的掺杂得到了提高,F掺杂物质的量分数为3%的NCM三元正极材料初始放电比容量167.2 mA·h/g,容量保持率达到98.5%,阻抗较小,电化学性能最优。     

Preparation of hierarchical LiNixCoyMnzO2 from solvothermal [NixCoyMnz](OH)2 via regulating the ratio of Ni,Co, and Mn and its excellent properties for lithium-ion battery cathode

The ternary-layered oxide (LiNi_xCo_yMn_zO₂) has become the most promising cathode material for lithium-ion batteries due to the advantages of higher discharge platform, better conductivity, and higher theoretical capacity. The [Ni_xCo_yMn_z](OH)₂ with different ratios of nickel, cobalt, and manganese (NCM) was prepared by solvothermal method, and then ternary cathode material LiNi_xCo_yMn_zO₂ was obtained by mixing lithium and calcining. In this paper, ternary cathode materials with different ratios of NCM were prepared by the solvothermal method. The structure and morphology of the materials were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy-dispersive spectroscopy. The effects of the ratio on the electrochemical properties of the materials were investigated by constant current charge and discharge test and electrochemical impedance spectroscopy test. The synthesized lithium-nickel-cobalt-manganese oxide belongs to the hexagonal system and has an α-NaFeO₂ layered structure, which is an R-3m space group. The NCM ternary cathode materials with different morphologies were obtained by changing the ratio of NCM. The sample with NCM ratio of 5:3:2 has a unique sheet-like spherical shape and has the best rate performance.     

三元锂离子动力电池衰减机理

失效分析是通过剖析电池循环过程中复杂的物理和化学变化引起的失效现象,优化材料制备和电池制作工艺,提升电池性能的有效途径。 通过对3.0～4.2 V电压范围1C循环1000周镍钴锰酸锂(NCM,LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂)三元锂离子动力电池拆解分析后发现,正极容量损失约为2.73%,负极容量损失约为2.4%。 对比正负极片循环前后X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分析发现,正极容量损失主要由正极颗粒破碎和结构转变引起的,负极衰减主要由循环过程中Li⁺持续脱嵌导致石墨层状结构损伤引起的。 正极过渡金属阳离子溶解并沉积在负极,催化电解液/电极界面副反应,导致负极过度成膜,活性锂损失,影响电极过程动力学也是电池失效的原因之一。     

Structure Evolution and Electrochemical Performance of Al2O3-coated LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2 During Charge-discharge Cycling

Several lithium-ion batteries of 18650-type were assembled with pristine or Al₂O₃-coated LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂(NCM) as cathode material and mesocarbon microbeads(MCMB) as anode material. The cycling performance of the batteries was examined under 25℃ at a 2C rate within a potential range of 2.75-4.20 V. The changes of the crystal structure, the lattice parameter, the mean crystallite size, and the mean micro-strain of pristine NCM and Al₂O₃-coated NCM during the charge-discharge cycling were determined by X-ray diffraction(XRD). The results indicate that the bulk structure of Al₂O₃-coated NCM is more stable than that of pristine NCM, which leads to the better cycling performance of Al₂O₃-coated NCM compared to that of pristine NCM.     

高镍三元正极材料动力学性能的单颗粒研究

镍钴锰三元材料LiNi_xCo_yMn_zO₂ (x + y + z = 1)在容量、倍率、循环及热稳定性等方面的性能往往受到金属元素Ni、Co、Mn含量的显著影响. 其中,增加元素Ni的含量有助于提高材料的比容量。因此,LiNi_0.6Co_0.2Mn _0.2O₂（NCM622）和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）成为了目前研究最为广泛的两款高镍三元正极材料. 但目前针对这两款材料的对比研究主要集中在材料比容量、热稳定性和循环稳定性的影响方面,而对材料动力学性能的研究较少,尤其是对材料本征动力学参数的表征尚未见报道. 本文采用单颗粒微电极技术,以粒径相同的 NCM622 和 NCM811 颗粒为研究对象,排除导电剂、粘结剂和电极结构的影响,从材料本征动力学性能评估的角度出发,分析了Ni元素的含量对这两款材料的充放电性能、交流阻抗谱、锂离子固相扩散系数和倍率放电性能等的影响. 结果表明,与NCM622 相比,随着Ni²⁺和Ni³⁺总含量的增加,NCM811 表现出更高的充放电容量、锂离子固相扩散系数、电化学反应活性和倍率放电性能. 以 20 C 放电,NCM811 材料的放电容量保持率仍可达到80.8%以上.     

三元锂离子电池容量衰减机理研究进展

三元锂离子电池主要是指使用镍钴锰酸锂（NCM）或镍钴铝酸锂（NCA）作为正极材料的锂离子电池,三元锂离子电池广泛应用于电动汽车、3C电子产品、储能等领域。然而,三元锂离子电池的循环寿命已成为其进一步发展的最大障碍,因此了解三元锂离子电池的容量衰退机理具有重要意义。三元锂离子电池的衰退机理主要包括五个方面：晶体结构的改变和相变、活性材料的损失、电解质的分解和消耗、可脱嵌锂离子的损耗以及固体电解质界面的形成。本文总结了近年来相关方面的研究进展,以期更全面地总结三元锂离子电池的容量衰减机理,并对三元锂离子电池的应用前景进行了展望。     

Morphology and electrochemical properties of a composite produced by a peroxide method on the basis of tin dioxide and carbon black

Using peroxostannate as a precursor, a composite material based on tin dioxide and carbon black was obtained, in which tin dioxide forms a coating on the surface of carbon black nanoparticles. The synthesized material was characterized by electron microscopy and X-ray powder diffraction analysis, and also the electrochemical characteristics of this material as an anode material for lithium-ion batteries were studied. The material demonstrates good stability and rate performance, which is indicative of the efficiency of the peroxide method for producing promising inexpensive anode materials based on tin dioxide and carbon black.     

表面活性剂辅助合成LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料

通过添加烷基季铵盐类表面活性剂来调控材料形貌和粒径的改性方法,在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂前驱体合成过程中添加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),利用尿素作为配合剂和沉淀剂,采用溶剂热法合成LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂前驱体。最后,高温混锂煅烧合成椭球形的空心多孔材料。相比于不添加表面活性剂的样本,改性的材料有着更小的粒径和更加规整的形貌。电化学测试表明,添加DTAB和CTAB之后,首次充电容量分别达到223与251 mAh·g^-1(0.1C)。其中,添加CTAB的样品首次放电容量达到216 mAh·g^-1(0.1C),100次循环后容量保持率为85.1%,高于LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的81.7%(0.1C)。表面活性剂的改性显著提高了材料的电化学性能,为高镍三元正极材料的改性提供了一种新的思路。     

基于不同前驱体制备的硬碳负极材料的储锂性能

以聚丙烯腈、石油沥青和花生壳为前驱体,在1200℃下碳化制备三种不同的硬碳材料。通过扫描电子显微、X射线衍射、氮气吸附/脱附测试和拉曼光谱等方法探究不同前驱体所制备的硬碳材料的表面形貌和物相结构。通过恒流充放电测试考察了这三种硬碳负极材料的电化学性能。结果表明,花生壳基硬碳的初始放电比容量最高,但首圈库仑效率最低,石油沥青基硬碳的首圈库仑效率最高但是比容量最低,聚丙烯腈基硬碳具有较高的循环比容量和稳定性。     

Fabrication and electrochemical properties of novel ternary Sb–Co–P alloy electrodes for lithium-ion batteries

A novel ternary Sb–Co–P alloy electrode was prepared by electroplating on copper current collector as a promising negative electrode material for lithium-ion batteries. The structural and morphological features of the Sb–Co–P alloy were characterized by powder X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The as-prepared alloy electrode exhibits a high specific capacity and an excellent cycleability. The initial discharge and charge capacities of the Sb–Co–P alloy anode were measured 700 and 539 mA h g⁻¹, respectively. The results suggest that the Sb–Co–P alloy material obtained by the electrodeposition shows a good candidate anode material for lithium-ion batteries.