通过离子电荷滴定控制碳纳米管的功能化效率
大昌华嘉科学仪器部-
图1：碳纳米管
介绍
许多微粒系统取决于颗粒悬浮体系的稳定性和再分散能力，而它的PH范围不能太过局限。一种达到稳定性的方法为通过适当的离子端基修饰改变它的界面。越高的离子电荷密度，单个颗粒间的排斥力就越高，从而可以克服范德华吸引力。离子排斥可以通过静电学的颗粒界面电势（PIP）和总的离子表面电势表征。PH稳定范围和总离子电势，都可以通过StabinoR电位滴定轻松控制。
图2
Stabino II ®实验
滴定在一个10ml的水性分散体系进行。进行滴定的浓度范围从0.001%到10%v/v，而对于单个电位测试浓度可以高至50%v/v。振荡活塞产生流动电势SP，同时将滴定液混合到样品中，并避免悬浮体系的沉降。滴定的速度通过Z短时间内充分的混合而得到了优化。
结果
首先，在0.15%w/vCNT分散液中进行PH-电位滴定来测量等电点（IEP，如图3）。通过Microtrac 激光粒度仪S3500测试得到CNT分散液中颗粒的粒度D50为20μm，。未经处理的CNT（紫色线）的等电点的PH值为4.3，而经过表面改性的CNT（蓝色和黄色）的等电点的PH则小于2。根据结果图3，经过处理后PH稳定范围可以扩宽到2以上。
在Stabino II ®中，离子电荷密度还可以通过聚电解质滴定至达到零电位点来确定。因为CNT表面自然带负电，因此滴定通过添加阳离子聚合物来操作。1N的阳离子聚电解质（PD）带有1eq的电子电荷。假设电荷补偿是1:1，那么聚电解质（PD）的消耗量就可以测量每克样品总的电荷。
以上的图形中已经做了解释。如结果图4显示，很明显改性非常成功，表面很大程度地功能化了。
结论
通常来说，滴定显示了样品对其环境的变化是怎样反应的。这比仅仅在样品所给状态下测试zeta 电位能提供更丰富的信息。另外，总的电荷反应了电荷密度。
Stabino II ®设计可用于GX的颗粒电荷和PH-电位滴定，而无需样品参数。测试速度极快，一小时内可完成至少五次滴定测试。此方法被应用于许多胶体和颗粒体系，范围从0.3nm到300μm，样品类型包括 ZnO，CNTs，SiO2，Al2O3，蛋白等等。
通过使用stabino II，可实现快速便捷的颗粒的电位滴定测试。在分散体系中，同性带电离子的静电排斥作用是分散体避免凝聚保持稳定的主要原因，故带电粒子界面的表征是必不可少的。当颗粒离子化后，总电荷和电荷密度是需要知道的重要参数。电荷测量是通过建立动电信号来完成的。
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- 通过离子电荷滴定控制碳纳米管的功能化效率
图1：碳纳米管
介绍
许多微粒系统取决于颗粒悬浮体系的稳定性和再分散能力，而它的PH范围不能太过局限。一种达到稳定性的方法为通过适当的离子端基修饰改变它的界面。越高的离子电荷密度，单个颗粒间的排斥力就越高，从而可以克服范德华吸引力。离子排斥可以通过静电学的颗粒界面电势（PIP）和总的离子表面电势表征。PH稳定范围和总离子电势，都可以通过StabinoR电位滴定轻松控制。
图2
Stabino II ®实验
滴定在一个10ml的水性分散体系进行。进行滴定的浓度范围从0.001%到10%v/v，而对于单个电位测试浓度可以高至50%v/v。振荡活塞产生流动电势SP，同时将滴定液混合到样品中，并避免悬浮体系的沉降。滴定的速度通过Z短时间内充分的混合而得到了优化。
结果
首先，在0.15%w/vCNT分散液中进行PH-电位滴定来测量等电点（IEP，如图3）。通过Microtrac 激光粒度仪S3500测试得到CNT分散液中颗粒的粒度D50为20μm，。未经处理的CNT（紫色线）的等电点的PH值为4.3，而经过表面改性的CNT（蓝色和黄色）的等电点的PH则小于2。根据结果图3，经过处理后PH稳定范围可以扩宽到2以上。
在Stabino II ®中，离子电荷密度还可以通过聚电解质滴定至达到零电位点来确定。因为CNT表面自然带负电，因此滴定通过添加阳离子聚合物来操作。1N的阳离子聚电解质（PD）带有1eq的电子电荷。假设电荷补偿是1:1，那么聚电解质（PD）的消耗量就可以测量每克样品总的电荷。
以上的图形中已经做了解释。如结果图4显示，很明显改性非常成功，表面很大程度地功能化了。
结论
通常来说，滴定显示了样品对其环境的变化是怎样反应的。这比仅仅在样品所给状态下测试zeta 电位能提供更丰富的信息。另外，总的电荷反应了电荷密度。
Stabino II ®设计可用于GX的颗粒电荷和PH-电位滴定，而无需样品参数。测试速度极快，一小时内可完成至少五次滴定测试。此方法被应用于许多胶体和颗粒体系，范围从0.3nm到300μm，样品类型包括 ZnO，CNTs，SiO2，Al2O3，蛋白等等。
通过使用stabino II，可实现快速便捷的颗粒的电位滴定测试。在分散体系中，同性带电离子的静电排斥作用是分散体避免凝聚保持稳定的主要原因，故带电粒子界面的表征是必不可少的。当颗粒离子化后，总电荷和电荷密度是需要知道的重要参数。电荷测量是通过建立动电信号来完成的。
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- C06 - 悬浮液阳离子的电荷滴定
在许多情况下，胶体的稳定性取决于粒子之间的静电斥力。粒子界面上的离子基团起主要作用。也许是斥力为零，范德华引力导致的凝聚和随后的粒子与液相的分离？通过粒子界面的化学修饰，可以控制其斥力。环境条件如pH值，电导率，聚合物的存在等必须加以考虑。在这些体系中，可以通过排斥势的大小和粒径分布来预测不稳定性。为了优化稳定性和分散性，需要做大量的配方研究。Stabino II对于稳定性研究者来说是一个非常有效的助手。在水资源的循环利用中，这种分散体的失稳是由絮凝和破乳引起的。它是通过使离子电荷接近于零来实现的。利用Stabino II可以很容易地控制絮凝剂的投加量。
本篇测试报告的ZD是金属氧化物的电荷控制。
测量原理
Stabino II可以和粒径分布测试模块联用。这项技术是基于180°DLS动态光背散射法，适用范围0.3到6.5um，样品浓度可高达40%。有关粒径方法的详细信息，请参阅手册。Stabino II的测量原理在其它文章中有详述，此处仅引用几条主要原则：
粒子界面电位(PIP)的感应信号是一种电压，它是由测量筒和振荡活塞之间的薄层间隙中粒子周围的离子云的剪切力形成的。
● 化学物质或盐对颗粒界面的影响是由pH、聚电解质或盐溶液的滴定来定量确定的。
● 样品浓度为0.1 ~ 10% v/v。低于0.1%时灵敏度可能太低，高于10%甚至更低的高粘度是极限。
● 该方法适用于整体粒径范围0.3 nm到 300μm。
关注电荷滴定
样品和滴定液的混合及PIP的测量是在同一个测量筒中进行的。新样品配制后可能会发生化学变化，这可能比滴定慢得多，而滴定通常只需几分钟。由于电荷滴定的GX率，每天可以进行许多实验筛选工作。以下研究经常使用Stabino II进行:
● pH-滴定，寻找等电点pH（0mv）和稳定区域(s)。
● 聚电解质-滴定到电荷零点，得到已知电荷浓度的聚电解质溶液的消耗量“V (0mV) [mL]”，这个消耗量给出了以下问题的答案：
o 未知聚电解质的总电荷是多少？
o 分散体系中，每克样品中覆盖在粒子表面的功能离子端基有多少？
● 聚电解质反应物的化学计量
● 两个自动滴定序列：两个滴定系统为此服务，易于滴定操作。滴定程序对测量信号的变化作出动态响应。加入ZH一部分滴定液后，PIP或pH值若变化过大，下一步就加入较少的滴定液，反之亦然。这节省了时间且不牺牲精度。
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1. 文章信息
标题：Vacancy-Cluster-Mediated Surface Activation for Boosting CO2 Chemical Fixation
DOI：10.1039/D2SC05596A
期刊名称：Chemical Science
2. 期刊信息
期刊名：Chemical Science (Chem. Sci.)
ISSN: 2041-6539
2022年影响因子：9.969
分区信息：中科院1区Top；JCR分区（Q1）
涉及研究方向：化学
3. 作者信息：刘文秀（作者），张晓东（通讯作者）；王辉（第二通讯作者）；张宏俊（第三通讯作者）
4. 作者单位：中国科学技术大学
5. 反应釜型号：CEL-KPR, Beijing China Education Au-light Technology Co., Ltd.
二氧化碳与环氧化物的环加成反应为二氧化碳的利用提供了一个很好的途径。鉴于环氧化物开环在决定反应速率方面的关键作用，设计具有丰富活性位点的催化剂以促进环氧化物的吸附和C-O键的裂解对于获得高效的环状碳酸酯生成是必要的。
在此，我们以二维FeOCl为模型，提出通过缺陷工程(正丁基锂插层以及CO2插层剥离)在限定区域内构建电子给体（Cl位点）和受体单元（Fe位点）来促进环氧化物开环。通过结合理论模拟和原位漫反射红外傅里叶变换光谱，我们表明Fe-Cl空位簇的引入可以激活惰性卤素端面，提供含有电子供体和受体单元的反应位点，从而加强环氧化物的吸附和促进C-O键裂解。
受益于此，带有Fe-Cl空位簇的FeOCl纳米片在与环氧化物的二氧化碳环化反应中表现出更强的环状碳酸酯生成能力，FeOCl-VFe-Cl纳米片在二氧化碳与环氧丙烷的环化反应中表现出55.5±1.6 kJ mol-1的活化能，是具有单缺陷活化能的一半。
Figure 1. Illustration of the ring opening of epoxides in MOX system.
Figure 2. Evaluation of catalytic performance
- 电解质溶液导电能力的大小，取决于自由移动离子的浓度和离子的电荷数
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- 大气网格化无人机监测仪的功能概述
无人机大气环境监测仪是我公司针对人工难以到达的具有一定危险性的监测环境而设计的产品，采用采用高灵敏的进口电化学传感器辅以扩散式气体检测方法，可同时监测大气温度、湿度、PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3多种特征污染参数；该组件操作方便、测量准确、工作可靠、体积轻小；利用专用支架可将传感模块方便的安装至无人机上，实现空中轨迹的大气监测。同时配合无人机大气环境监测软件系统，实时查看无人机所处大气环境数据并三维化展示，形成立体空间的空气质量分析手段。该监测仪器符合未来监测趋势，技术含量较高。
产品特点
无人机大气环境监测仪主要包含：采样单元、数据传输单元、数据分析单元等；
检测精度可达到ppb级；
采样单元监测的数据通过数传或GPRS传输单元传送至系统平台进行实时追踪；
系统带自供电系统，不需要单独供电，可连续工作10个小时；
监测数据准确可靠，支持同时面向五个数据ZX，直接与环保局联网，上传至环保局数据ZX。
专业工业级无人机，机身全碳纤维结构，长航时，大载重，抗干扰，三防，可以搭载不同任务负荷。
详细参数
适用：多旋翼无人机、固定翼无人机；
检测气体：PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3、VOC等可灵活替换；
检测原理：电化学、激光以及红外原理；
重量：950克（标准7参数）；
尺寸：220×145×60mm；
供电：12-24V；
数据传输方式：GPRS；
工作环境温度：(-30~+60)℃；
工作环境湿度：(15 ~ 95)% RH 无凝露 ；
设备寿命：气体器件寿命2年
性能指标
气体名称 量程 型号 分辨率 原理 PM2.5 0-999ug/m3 SKA-PM2.5 1ug/m3 激光 PM10 0-1999ug/m3 SKA-PM10 1ug/m3 激光 O3 0-1ppm 7NE/O3-1 1ppb 电化学 SO2 0-1ppm 7NE/SO2-1 1ppb 电化学 NO2 0-1ppm 7NE/NO2-1 1ppb 电化学 CO 0-200ppm 7NE/CO-200 10ppb 电化学 VOC 0-50ppm 7NE/VOC-50 1ppb 光离子 地面接收系统的软件是专门设计的可用于监测数据接收、解码、显示、处理、报告并向云端上传的专用软件，与通用飞控软件Mission Planner相结合，在获取飞行路径规划及飞行器飞行姿态数据的基础上获取气体监测设备的实时浓度值进行数据分析融合，并支持多探测器同步数据回传和处理功能。
应用环境
无人机+环保系统，主要提供大气污染监测、环境应急监测、VOCs中有害气体检测等服务，应用在环保监察，环境应急等领域。
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