X射线精细结构分析谱仪(XAFS)是一种用于研究物质局域几何结构和电子结构的分析仪器,其核心原理是通过测量X射线吸收系数随入射光子能量的变化,解析吸收原子周围近邻配位原子的种类、键长、配位数等结构信息。
X射线精细结构分析谱仪应用领域与典型案例:
催化材料研究
案例:天津大学王中利教授团队利用XAFS表征CuOx/V2O5复合催化剂,发现Cu的价态介于0价与+2价之间,且单分散CuOx物种与V2O5载体存在强相互作用,成功将甲烷氧化为甲酸(法拉第效率92%)。
能源材料开发
案例:复旦大学团队通过XAFS解析金属酞菁(MPc)材料的[MN4]配位结构,发现NiPc在含溴电解液中可将乙烯氧化为2-溴乙醇,进而合成三乙醇胺,为CO2电催化还原为C6产物提供新路径。
非晶态材料分析
案例:中国科学院上海应用物理研究所团队利用XAFS研究熔盐电刻蚀制备的二维MXene材料,发现Ti3C2Tx的Ti局域结构在刻蚀前后保持一致,但Ti被氧化,且–O官能团修饰的Ti3C2在1 M H2SO4溶液中表现出优异电化学性能。
环境污染物检测
案例:东华理工大学团队利用XAFS解析铀-有机骨架结构,发现1,3,5-三甲酰基(H3TFP)可与铀形成稳定平面配位结构,实现溶液中铀的100%吸附,为核废料处理提供新方法。