鋰離子電池由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、彈簧片、集電器、電池殼等設(shè)備構(gòu)成，其中每一部分對(duì)電池性能都有不同程度的影響。石墨因結(jié)晶度高，導(dǎo)電性好，嵌鋰電勢(shì)低，具有良好的層狀結(jié)構(gòu)，利于鋰離子在充放電過(guò)程中嵌入和脫出，循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而且天然石墨在自然界儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、容量較高、循環(huán)性能好以及環(huán)保無(wú)害等特點(diǎn)，是鋰離子電池材料的理想選擇，也是化學(xué)家、物理學(xué)家、材料學(xué)家、能源學(xué)家等眾多領(lǐng)域?qū)W者們的研發(fā)重點(diǎn)，所以能準(zhǔn)確快速的檢測(cè)碳負(fù)極材料的質(zhì)量迫在眉睫。

石墨主要由固定碳、灰分和揮發(fā)分三部分組成，固定碳是真正起電化學(xué)活性的組分，目前分析標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)固定碳的含量有著嚴(yán)格要求，至少大于99.5%。此外，除了固定碳、鋰主要元素，負(fù)極材料在進(jìn)行包覆、摻雜等改性過(guò)程中會(huì)引入一些雜質(zhì)元素，金屬雜質(zhì)離子具有比鋰離子低的還原電位,高濃度的金屬雜質(zhì)離子的含量不僅會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池可逆比容量下降,而且金屬雜質(zhì)離子的析出還可能導(dǎo)致石墨電極表面無(wú)法形成有效的鈍化層,使整個(gè)電池遭到破壞，如鐵在電池極片內(nèi)會(huì)形成微電池，導(dǎo)致內(nèi)部短路、局部發(fā)熱，促使電極與電解液反應(yīng)，從而使自放電大，容量和電壓衰減快；此外，鐵元素的存在還會(huì)導(dǎo)致電池高溫存儲(chǔ)性差，循環(huán)壽命短等；同時(shí)在電池滿電儲(chǔ)存時(shí)，鐵離子會(huì)在正、負(fù)極極片上還原析出，當(dāng)負(fù)極鐵積累到一定程度時(shí)，沉積的鐵會(huì)刺穿電池隔膜，發(fā)生電池短路；因此準(zhǔn)確測(cè)定鋰離子電池石墨負(fù)極材料中鐵等雜質(zhì)元素對(duì)鋰離子電池的生產(chǎn)至關(guān)重要。

目前國(guó)內(nèi)外主要采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測(cè)定石墨中鐵元素，對(duì)于石墨樣品的前處理方法主要有：王水或其他強(qiáng)酸溶解法、高溫熔融法、石墨消解儀法、微博消解儀法、輝光放電質(zhì)譜法，其中王水或其他強(qiáng)酸溶解法存在溶解不完全，導(dǎo)致結(jié)果重復(fù)性不好的問(wèn)題；高溫熔融法在熔融過(guò)程中容易產(chǎn)生迸濺，造成元素?fù)p失，且工作效率較低，準(zhǔn)確性差。石墨消解儀屬于敞口消解，所以消解過(guò)程中由于酸的蒸發(fā)可能會(huì)將樣品的元素帶走，所以會(huì)影響最終的分析結(jié)果；輝光放電質(zhì)譜法對(duì)樣品尺寸表面等要求較高，且設(shè)備昂貴，分析受到了限制；微波消解屬于密閉消解，樣品成分不會(huì)流失，但是微波消解試劑各有不同；

東莞理工學(xué)院理工科學(xué)生數(shù)學(xué)課程歷年成績(jī)分析 劉群鋒，姚嘉茹，趙子瑛，尹燕君，李健儀，徐珍樹(shù)，白樂(lè)(100)

本文將利用微波消解等快速消解方式，通過(guò)改變消解溫度、時(shí)間、消解用強(qiáng)酸試劑組成等，找到一種石墨材料的前處理方法，確保能將石墨材料完全溶解，無(wú)元素?fù)p失，同時(shí)電感耦合等離子體是一種優(yōu)越的發(fā)射光源，利用ICP-OES測(cè)雜質(zhì)含量已廣泛應(yīng)用，該方法可縮短分析時(shí)間，提高工作效率，且整體投入小，實(shí)現(xiàn)操作容易。

實(shí)驗(yàn)部分

1 儀器與工作條件

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（美國(guó)安捷倫）（ICP-OES）

MARS6微波消解儀（美國(guó)CEM）

探究性生命敘事的微妙在于，成功喜悅是心靈成長(zhǎng)的自然回報(bào)。真誠(chéng)分享常人都經(jīng)歷著的困頓，穿越多元、沖突、被支離的恐懼，柳暗花明，為贏而輸，不斷被分離又不斷復(fù)歸自身認(rèn)同與完整，內(nèi)生實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)化，尊重不同階段每位教師復(fù)歸心靈的節(jié)奏和層次，進(jìn)入良性循環(huán)。這種分享引人共鳴，觸動(dòng)自身轉(zhuǎn)變。

與微波消解儀配套的消解罐

3.2.1 改變混合酸進(jìn)行消解方案

2 試劑和材料

標(biāo)準(zhǔn)混合溶液（中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）

濃硫酸ρ=1.84g/mL(優(yōu)級(jí)純)

1.3.1 病情觀察及急救護(hù)理。加強(qiáng)患者呼吸循環(huán)監(jiān)護(hù)[3]，給予患者心電監(jiān)護(hù)，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)患者心率，血壓、呼吸、血氧飽和度等，給予鼻導(dǎo)管低流量持續(xù)氧氣吸入，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)病情變化，每30分鐘巡視患者一次，備好搶救藥品及物品，保持靜脈通路通暢，準(zhǔn)確記錄患者24小時(shí)出入量。

濃高氯酸ρ=1.67g/mL（分析純）

(4)一軸兩極三片的空間格局基本成型。從中心度及結(jié)構(gòu)洞分析來(lái)看，三峽地區(qū)旅游經(jīng)過(guò)近20年發(fā)展，形成以解放碑(朝天門)、白帝城、小三峽、三峽大壩、神農(nóng)溪、三峽人家、恩施大峽谷、武漢東湖等共12個(gè)景區(qū)為核心的旅游節(jié)點(diǎn)，其中以重慶解放碑、小三峽、三峽大壩、白帝城為最重要核心節(jié)點(diǎn)。據(jù)此，本文認(rèn)為三峽旅游在空間形態(tài)上基本呈現(xiàn)一軸兩極三片的空間格局，即長(zhǎng)江軸線、成渝都市圈發(fā)展極、武漢都市圈發(fā)展極、奉節(jié)-巫山-宜昌發(fā)展片區(qū)、奉節(jié)—恩施—宜昌發(fā)展片區(qū)、萬(wàn)州-涪陵中線發(fā)展片區(qū)。

濃硝酸ρ=1.69g/mL（高純）

3 樣品前處理

3.1 確定初步前處理方案

根據(jù)石墨材料難溶的性質(zhì)，結(jié)合石墨的分析經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)具體操作步驟如下：

稱取0.2g的樣品于100mL已烘干的聚四氟乙烯消解罐中，加入4mL濃硝酸和4mL濃硫酸，搖動(dòng)消解罐，使樣品和混合酸充分接觸后，放入消解儀進(jìn)行消解，消解結(jié)束后，溫度降到70℃后，取出消解罐，將樣品轉(zhuǎn)移到容量瓶中，定容，搖勻。在電感耦合等離子光譜儀上進(jìn)行元素分析，隨同做一份空白試樣。

按3.1具體操作步驟進(jìn)行試驗(yàn)，在樣品轉(zhuǎn)移到容量瓶時(shí)，發(fā)現(xiàn)容量瓶底部有少量黑色物質(zhì)，疑是石墨材料樣品未被消解完全。分析原因，可能是硝酸和硫酸的氧化性不足造成的，致使石墨材料未能完全消解。根據(jù)此情況制定優(yōu)化方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

與T0時(shí)點(diǎn)相比，C組在T2和T3時(shí)點(diǎn)BP、HR均明顯增高，術(shù)中及術(shù)后各時(shí)點(diǎn)VAS評(píng)分均升高(P＜0.05);與 T0時(shí)點(diǎn)相比，D組患者BP、HR在各時(shí)點(diǎn)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，在T1～T5時(shí)點(diǎn)VAS評(píng)分升高(P＜0.05)。在 T2和 T3時(shí)點(diǎn)，D組BP均明顯低于C組(P＜0.05);在T2時(shí)點(diǎn)，D組患者HR明顯低于C組(P＜0.05)。兩組患者各時(shí)點(diǎn)VAS評(píng)分變化趨勢(shì)基本相同，但T1～T5時(shí)點(diǎn)C組VAS評(píng)分明顯高于D組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見(jiàn)表1。兩組術(shù)后各時(shí)點(diǎn)SpO2變化曲線基本重合，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

3.2 優(yōu)化條件

電子天平，感量為0.00001g

方案1.采用4mL濃硝酸、2mL濃鹽酸、2mL濃硫酸的混合酸進(jìn)行樣品消解，設(shè)置消解步驟：第一步從室溫-100℃，爬升10min，保持5min，第二步由120℃～180℃，爬升5min，保持5min。實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：室溫下消解罐出現(xiàn)打不開(kāi)現(xiàn)象，分析原因，鹽酸的沸點(diǎn)低，第二步設(shè)置的溫度為180℃，溫度較高，消解罐泄壓，導(dǎo)致消解罐不易打開(kāi)。打開(kāi)后發(fā)現(xiàn)，消解罐中仍有黑色樣品存在，說(shuō)明未消解完全，此方案失敗。

從表4實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，消解過(guò)程中的溫度和時(shí)間對(duì)消解效果有較大影響，當(dāng)消解溫度較低或消解時(shí)間較短時(shí)，均會(huì)出現(xiàn)消解不完全的情況，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第一步從室溫120℃，爬升10min，保持5min，第二步由120℃～160℃，爬升5min，保持5min，第三步由160℃～210℃，爬升5min，保持30min，時(shí)間短，且能達(dá)到消解效果，提高工作效率。

（2）優(yōu)化加入酸配比

方案2.采用4mL濃硝酸、2mL濃硫酸、2mL高氯酸的混合酸進(jìn)行樣品消解，稱取0.2g的樣品于100mL已烘干的聚四氟乙烯消解罐中，進(jìn)行分步升溫消解，第一步從室溫-100℃，爬升10min，保持5 min，第二步由120-180℃，爬升5min，保持5min，冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移定容至100mL容量瓶中，待測(cè)。實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，消解罐中仍有黑色樣品存在，但是明顯比方案1黑色樣品少，說(shuō)明方案2有一定的效果，可順著方案2思路繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化。

3.2.2 優(yōu)化方案2的消解程序

結(jié)合消解儀的特性，最高溫度為210℃，因此進(jìn)一步升溫消解，具體步驟如下：

稱取0.2g的樣品于100mL已烘干的聚四氟乙烯消解罐中，移取4mL濃硝酸、2mL濃硫酸、2mL高氯酸的混合酸，分三步升溫消解，第一步從室溫-120℃，爬升10min，保持10min，第二步由120℃～160℃，爬升5min，保持10min，第三步由160℃～210℃，爬升5min，保持30min，冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移定容至100mL容量瓶中待測(cè)。實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，消解罐中無(wú)黑色樣品，樣品消解完全，此方法可行。

3.2.3 稱樣量、試劑配比、消解時(shí)間優(yōu)化

（1）樣品稱樣量的優(yōu)化

由表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，當(dāng)加入0.5g的樣品時(shí)，出現(xiàn)樣品為完全消解現(xiàn)象，考慮是由于樣品量過(guò)大，加入的酸量偏少，消解能力有限導(dǎo)致，我們可以通過(guò)增加酸量來(lái)繼續(xù)消解樣品，但是如果繼續(xù)增加酸量，一方面考慮到高氯酸易爆性，不安全；另一方面樣品和酸的體積過(guò)大，消解過(guò)程會(huì)爆罐泄壓導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。所以為既能保證樣品完全溶解又能保障消解安全穩(wěn)定，稱樣量選擇0.3g。

五是加強(qiáng)普法宣傳，推進(jìn)依法治理。深入開(kāi)展“法律六進(jìn)”活動(dòng)，增強(qiáng)全民法治觀念，深入推進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)干部學(xué)法用法工作，提高領(lǐng)導(dǎo)干部運(yùn)用法治思維和法治方式深化改革、推動(dòng)發(fā)展、化解矛盾、維護(hù)穩(wěn)定能力。大力弘揚(yáng)法治精神，深入開(kāi)展法治實(shí)踐，增強(qiáng)全社會(huì)水法治觀念和水憂患意識(shí)。

從表3可知，減少三種酸的用量，會(huì)出現(xiàn)消解不完全的情況，理論酸量越大越能將樣品消解完全，但是過(guò)多的酸量會(huì)存在浪費(fèi)的現(xiàn)象，綜合考慮成本和消解程度，我們選用3mL硝酸、2mL硫酸、1mL高氯酸即可消解完全，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

（3）優(yōu)化消解時(shí)間

where Rg was the resistance associated with the gate metallization.

2015年美國(guó)創(chuàng)新戰(zhàn)略提出的投資創(chuàng)新要素包括5個(gè)方面：一是建立世界領(lǐng)先的基礎(chǔ)研究投資模式，通過(guò)持續(xù)投資來(lái)保持美國(guó)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)性和穩(wěn)定性增長(zhǎng)；二是加大對(duì)高質(zhì)量STEM（即科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）教育的投入，以此保障學(xué)生教育的全面性和系統(tǒng)性；三是改革移民制度，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展，為高技術(shù)移民人才提供更加有利的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)；四是投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障；五是建設(shè)下一代數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和交通網(wǎng)絡(luò)等。

3.3 確定前處理方法

稱取0.3g試樣，于洗凈的消解罐中，依次加入3mL濃硝酸，2mL濃硫酸，1mL高氯酸，搖勻消解，同樣的方法制作試樣空白，進(jìn)行升溫消解，第一步從室溫-120℃，爬升10min，保持5min，第二步由120℃～160℃，爬升5min，保持5min，第三步由160℃～210℃，爬升5min，保持30min，消解完全后，冷卻至室溫，定容至100mL容量瓶中，待測(cè)。

4 測(cè)試

4.1 工作曲線繪制

分別稱取0.00g、0.04g、0.20g、1.00g、5.00g（精確到0.0002g）混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于120mL干凈的聚四氟乙烯瓶中，用超純水稀釋至約100g（精確到0.0002g），稱量搖勻。在ICP-OES進(jìn)行測(cè)試，以響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)，建立工作曲線。

4.2 測(cè)試

測(cè)完標(biāo)準(zhǔn)曲線后，沖洗一段時(shí)間儀器，按照先進(jìn)試樣空白，后進(jìn)試樣的順序進(jìn)行試樣測(cè)試，鐵、鎳、磷等元素含量。

正如前文所言，尿素價(jià)格重回高位使下游的心態(tài)在逐漸轉(zhuǎn)變，市場(chǎng)漲勢(shì)也確有放緩，但不可否認(rèn)的是當(dāng)前市場(chǎng)仍是利好因素居多。

4.3 分析結(jié)果的表述

測(cè)樣時(shí)，輸入稀釋前后質(zhì)量（稀釋倍數(shù)小于9999倍的可直接輸入），測(cè)試結(jié)束后，從儀器上可直接讀出單位為mg/kg的分析結(jié)果。

5 結(jié)果與討論

5.1 精密度實(shí)驗(yàn)

以不同石墨中鐵雜質(zhì)含量為例，分別進(jìn)行五平行測(cè)試分析結(jié)果,結(jié)果如表5：

5.2 方法比對(duì)實(shí)驗(yàn)

分別用三批石墨、石墨烯、炭黑樣品，比對(duì)優(yōu)化前后三種樣品前處理方法，以鐵雜質(zhì)含量未例，分別進(jìn)行方法比對(duì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6。

5.3 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

分別對(duì)3個(gè)不同的石墨樣品進(jìn)行鐵加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如下表7：

總言之，雖然近代由于日本的明治維新，使得日本版畫(huà)得以借鑒西方國(guó)家的繪畫(huà)風(fēng)格，甚至在19世紀(jì)中期反過(guò)來(lái)影響中國(guó)廣州及上海的版畫(huà)創(chuàng)作。但就總體而言，日本版畫(huà)的發(fā)展總體格局受中國(guó)文化影響至深，如果單從其畫(huà)面的基本表現(xiàn)技法、表現(xiàn)形式、繪畫(huà)風(fēng)格和基本內(nèi)容來(lái)看，而不考慮地域及民族的劃分，幾乎可以將其歸為中國(guó)傳統(tǒng)繪畫(huà)藝術(shù)的一個(gè)支流。

從表6、表7數(shù)據(jù)可見(jiàn)，采用微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，通過(guò)優(yōu)化樣品前處理方法，建立微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定石墨材料中雜質(zhì)元素的方法可以使石墨材料消解完全。且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.2%～5.9%之間，加標(biāo)回收率在97.0%～101.5%，滿足檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

6 小結(jié)

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出來(lái)，加入以硝酸、硫酸、高氯酸混合酸為消解體系，以分步溫度爬升為消解方法可以將樣品消解完全；通過(guò)繪制校準(zhǔn)曲線及測(cè)定流程空白，對(duì)石墨材料實(shí)際樣品中雜質(zhì)元素含量進(jìn)行測(cè)定，分析結(jié)果穩(wěn)定可靠，可以被推廣使用。

[1]李雪,董宣,路乃群,王存國(guó)．鋰離子電池碳負(fù)極材料的性能特點(diǎn)及導(dǎo)電聚并苯多孔碳材料的制備方法．

[2]蔣寧,宋勇強(qiáng),張彥飛,仝偉建,楊曉楠．比較水浴消解和微波消解對(duì)原子熒光法測(cè)定土壤中砷含量的影響．

[3]李麗君,薛靜．微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定高嶺土中10種微量元素．

[4]孫海峰,宋義運(yùn),田佳,徐青．電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定鋰離子電池硅／碳復(fù)合負(fù)極材料中的雜質(zhì)．

[5]金玲,鄧宏康,楊永強(qiáng),梅琳,熊立斌,劉淵,周丹樂(lè)．ICP-OES技術(shù)在石墨烯微量元素分析中的應(yīng)用研究．

[6]微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定擬黑多刺蟻中11種微量元素．

[7]Jiri,J(Jiri,Janda)[1]；Petr,S(Petr,Sladek)[1]；Daniel,S(Daniel,Sas)[1]，Microwave digestion of hardly dissoluble samples．

[8]KOKOT,S(KOKOT,S)；KING,G(KING,G)；KELLER,HR(KELLE R,HR)；MASSART,DL(MASSART,DL)，Microwave digestion an analysis of procedures．

[9]馬夢(mèng)迪，鋰離子電池碳負(fù)極材料的制備與性能研究．

[10]余小軍，包覆和摻雜對(duì)鋰離子電池石墨負(fù)極材料的影響．

[11]何慧娟，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法分析石墨負(fù)極材料中鐵不確定度評(píng)定．

[12]王梓任，輝光放電質(zhì)譜法直接分析石墨中痕量雜質(zhì)．

[13]王樹(shù)加，微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定生物質(zhì)中的堿金屬和堿土金屬．

[14]金玲，ICP-OES技術(shù)在石墨烯微量元素分析中的應(yīng)用研究．