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如何检测稀土盐?

2022-09-27 15:47:15 海洋光学Rob Morris 阅读:
新能源电动汽车已经在全球各国发展的如火如荼,在全球双碳战略的推动下,中国、美国、欧洲等均表示要在2035年停售燃油车,这给新能源电动车带来了持续的发展空间,新能源电动汽车中最核心的部分是“能源”,这个“能源”的核心其实就是电池。众所周知,稀土元素不仅仅是目前主流锂电池电极材料制备的重要成分之一,也是铅酸蓄电池或镍氢电池的正极制备原材料。这些材料包括氯化铕 (EuCl3) 、氯化铽 (TbCl3) 和氯化钐 (SmCl3),尽管这些稀土材料含量较少,但怎样在制造环节确保电池的可靠性,对它们的检测就变得非常重要。

新能源电动汽车已经在全球各国发展的如火如荼,在全球双碳战略的推动下,中国、美国、欧洲等均表示要在2035年停售燃油车,这给新能源电动车带来了持续的发展空间,新能源电动汽车中最核心的部分是“能源”,这个“能源”的核心其实就是电池。众所周知,稀土元素不仅仅是目前主流锂电池电极材料制备的重要成分之一,也是铅酸蓄电池或镍氢电池的正极制备原材料。这些材料包括氯化铕 (EuCl3) 、氯化铽 (TbCl3) 和氯化钐 (SmCl3)尽管这些稀土材料含量较少,但怎样在制造环节确保电池的可靠性,对它们的检测就变得非常重要。dTiednc

稀土盐dTiednc

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稀土盐种类很多,其中包括氯化铕 (EuCl3) 、氯化铽 (TbCl3) 和氯化钐 (SmCl3) 在内的稀土盐是工业中具有多种用途的化合物,如用于制造电动汽车电池、照明产品和在手机等便携式电子设备中。dTiednc

稀土金属和盐通常使用昂贵的技术(如质谱法)进行测量,某些用户可能无法使用或过于复杂而无法轻松管理。在这些情况下,像 Ocean ST 微型光谱仪这样功能强大但简单的设备提供了一种有吸引力且可行的替代方案。dTiednc

氯化铕 (EuCl3) 的荧光及其测量dTiednc

EuCl3 是一种主要用于研究的无机化合物,受荧光激发时会发出微红色的光,使其在某些照明产品中具有吸引力。dTiednc

为了测量 78 mM 浓度 EuCl3 溶液的荧光响应,使用了带有 Ocean Insight LSM LED(365 nm 和 385 nm)和 LDC-1 控制器的 Ocean ST-VIS 微型光谱仪(350-810 nm)。溶液在支架中的 1 cm 石英比色皿中取样,LED 光束与样品成 90°。激发侧的光纤直径为 400 µm,收集侧的光纤直径为 200 µm。对于比色皿支架中的液体样品,也可以使用分叉光纤。dTiednc

模块化光谱设置的一个优点是可以轻松更换组件以优化测量。例如,在这些测量中,测试了 365 nm 和 385 nm 激发波长来比较每个波长的发射响应,然后将不同平均值的 boxcar 平均值应用于结果(图 1)。dTiednc

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 1. Ocean ST 微型光谱仪测量氯化铕的荧光响应。系统灵活性使我们能够优化激发波长和boxcardTiednc

Boxcar平滑是一种在光谱数据中对一组相邻探测器元件进行平均的技术。 Boxcar 宽度值越大,数据越平滑,SNR 越高。但如果输入的值太高,会导致光谱分辨率下降,峰会变平。 SNR 将提高平均像素数的平方根。dTiednc

氯化铽 (TbCl3) 的荧光及其测量dTiednc

TbCl3 是一种化合物。其明亮的荧光(绿光)使 TbCl3 成为照明和 LCD 的绿色荧光粉的理想成分。使用与前面描述的类似设置,我们在 1 cm 石英比色皿中测量了 78 mM 浓度 TbCl3 溶液的荧光,我们使用了 365 nm LED 激发。 Ocean ST-VIS 积分时间设置为 1 秒(积分时间可设置为 3.8 ms-6 s),并在 1 次和 5 次平均值处应用 Boxcar 平滑。结果如图 2 所示。dTiednc

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 2. 当用 365 nm LED 激发时,氯化铽溶液在 550 nm 附近显示出强烈的荧光峰。dTiednc

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Ocean ST微型光谱仪dTiednc

ST微型光谱仪还可以进行紫外波长处的吸光度和辐照度检测、等离子监测、短波 NIR (645-1085 nm) 中的反射监测等,它不仅仅在消费电子,也可以在工业等多个领域进行应用。它可在超紧凑的尺寸内提供出色的紫外响应、高速光谱采集和高信噪比 (SNR) 性能。dTiednc

同时,它对于某些特殊行业有着较大的用途。dTiednc

来源及参考:dTiednc
海洋光学Rob Morris及爱蛙科技,https://www.oceaninsight.com/blog/ocean-st-microspectrometer-measures-fluorescence-rare-earth-salts/dTiednc

编译:ChalleydTiednc

 
责编:Challey
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