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当前位置:首页产品中心X射线吸收谱仪SuperXAFSX射线吸收谱仪

X射线吸收谱仪
产品简介:

国创科仪宽能谱X射线吸收谱仪适用性强,满足全部常规样品测试的同时,亦可满足特殊样品测试,如磷、钾、锕系、有毒、有放射性样品等。

产品型号:SuperXAFS

更新时间:2026-02-26

厂商性质:生产厂家

访 问 量 :49

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产品介绍

产品概述

在材料科学、催化化学、环境监测及核工业等前沿领域,深入理解材料局域原子结构与电子状态,是揭示性能本质、指导新材料设计的关键。X射线吸收精细结构谱学(XAFS/XES)凭借其元素选择性高、无需长程有序、非破坏性等独特优势,已成为表征晶态与非晶态材料微观结构的技术手段。

国创科仪推出的宽能谱X射线吸收谱仪 SuperXAFS T2000,集高精度能量扫描、宽能谱覆盖范围与智能化操作于一体,为研究人员提供了一个功能强大、适用广泛、操作便捷的局域结构分析平台。

 

一、技术原理

X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES)基于X射线与物质相互作用的物理原理,通过精确扫描入射X射线能量,获取目标元素在吸收边附近的精细谱学特征,从而解析材料的局域结构与电子态信息。

该技术可同时获取三种关键谱学信息:

XANES(X射线吸收近边结构谱):分析元素的化学价态、轨道杂化对称性及配位几何,对电子结构变化极为敏感

EXAFS(扩展X射线吸收精细结构谱):解析目标原子周围的配位种类、配位数、键长及无序度,提供精确的局域几何结构信息

XES(X射线发射谱):探测特定能带的电子结构,补充价态与自旋态分析,深化对电子构型的理解

与X射线衍射技术不同,XAFS/XES不依赖于样品的晶体结构,可同时适用于晶态、非晶态、纳米材料、液体甚至气体样品,是研究单原子催化剂、非晶合金、生物酶金属中心、纳米功能材料等的理想工具。

二、核心性能参数

SuperXAFS T2000采用先进的宽能谱光路设计与高精度运动控制系统,确保在2-20 keV宽能量范围内实现的谱学性能。

参数项目 性能指标 技术解读
能量范围 2 - 20 keV 覆盖从轻元素磷(P,K边2.1 keV)到重元素锕系(如铀L边17.2 keV)的关键吸收边,满足多领域研究需求
样品处光通量 ≥ 4×10⁶ photons/s @ 7-9 keV 高光子通量确保弱信号元素(如过渡金属)的检测灵敏度,显著缩短数据采集时间
能量分辨率 0.4 - 0.9 eV @ 2-5 keV 优异的分辨能力可清晰分辨近边结构的精细指纹特征,精准解析价态微小变化
能量重复性 ≤ 30 meV @ 24h 长期稳定性,保障长时间实验(如原位工况研究)数据的可比性与可靠性
最小扫描步长 0.1 eV 精细的能量步进能力,完整捕获近边区域的细微结构特征,不遗漏任何关键信息
 

三、广泛适用性:应对多样化样品挑战

SuperXAFS T2000的设计充分考虑了实际研究工作中遇到的各类样品需求,既能满足常规测试,更具备处理特殊样品的能力。

常规样品类型

催化剂(粉末、薄膜、颗粒、单原子)

合金与金属材料

陶瓷与玻璃等无机非金属

环境样品(土壤、沉积物、大气颗粒物)

生物样品(含金属蛋白、酶、组织切片)

特殊样品分析能力

样品类型 技术解决方案 应用场景
轻元素样品(磷、钾等) 优化低能光路设计,减少空气吸收路径 磷化学形态分析、钾离子电池材料研究
锕系元素样品(铀、钍、钚等) 专用密封样品池,符合核材料研究安全规范 核燃料循环、放射性废物处置、锕系络合物化学
有毒有害样品 全封闭样品环境,气路净化系统 环境污染物、工业毒物、危险化学品分析
放射性样品 多重屏蔽设计,支持远程全流程操作 放射化学、核环境监测、乏燃料研究
原位/工况样品 可扩展原位池(热、电、光、气氛) 催化反应机理、电池充放电过程、材料相变研究
 

无论是环境污染物中重金属的化学形态鉴别,还是核燃料材料的老化机理研究,SuperXAFS T2000都能提供精准、可靠的局域结构信息。

四、智能化操作:让谱学分析更高效

4.1 内置元素参数库,一键快速切换

仪器预置了主流元素的优化测量参数库,涵盖从轻元素到重元素的吸收边能量、推荐扫描范围、步长、采集时间等信息。研究人员只需选定目标元素,系统自动调用最佳参数组合,大幅降低方法开发难度,让新手用户也能快速上手,专注科学问题本身。

4.2 丰富的标样数据库,简化分析流程

内置涵盖多种标准化合物(单质、氧化物、盐类、矿物等)的XANES标准谱图数据库。采集完未知样品后,可直接调用数据库进行图谱比对,快速识别价态、配位对称性及化学形态,显著加速数据分析进程。

4.3 多样品自动采集,提高实验效率

配备自动进样系统或多样品台,支持批量样品的连续自动采集。研究人员可预设样品列表、测量参数及采集序列,实现无人值守的长时间实验。无论是大批量常规样品分析,还是长时间原位追踪实验,都能有效利用机时,提高研究效率。

4.4 远程实时监控,安全多重保障

远程监控功能:通过网络实时查看实验进度、谱图质量和系统状态,随时随地掌握实验动态

多重安全联锁设计:辐射防护、真空异常、冷却失效、门禁状态等实时监测,异常情况自动报警并采取保护措施

特殊样品安全模式:针对有毒、放射性样品,支持全流程远程操作,最大限度保障操作人员安全

五、典型应用领域

5.1 催化科学

催化反应的本质是活性中心局域结构与电子态的动态演化。SuperXAFS T2000可精准解析:

单原子催化剂活性中心的配位环境与价态

反应条件下活性位点的动态结构变化

金属-载体相互作用的电子效应

催化剂失活机理的结构溯源

5.2 能源材料

能源材料的性能与充放电过程中的局域结构演化密切相关:

锂/钠离子电池正极材料充放电过程中的价态与配位变化

燃料电池催化剂的老化机制与结构衰退

热电材料的局域结构畸变与输运性能关联

光电材料中光生载流子与局域结构耦合

5.3 环境科学

环境中重金属元素的化学形态决定其毒性、迁移性与生物可利用性:

土壤/水体中重金属(砷、铅、汞、铬等)的形态分析

环境修复过程中污染物的固定/释放机制

大气颗粒物中元素的来源解析与健康风险评估

矿物-水界面反应机理的分子尺度理解

5.4 核科学与放射化学

锕系元素的局域结构与化学行为是核燃料循环的核心问题:

核燃料中铀、钚的价态分布与老化机制

放射性废物玻璃固化体的局域结构与长期稳定性

锕系元素络合物的配位化学与分离机理

环境介质中放射性核素的迁移行为

5.5 生物无机化学

金属离子在生命过程中扮演着催化、结构、信号传导等关键角色:

金属蛋白活性中心的配位结构与催化机理

金属药物与靶点分子的相互作用

生物矿化过程中金属离子的动态转化

金属离子稳态失衡与疾病关联

5.6 材料动态演化研究

SuperXAFS T2000支持各类原位/工况附件,可研究材料在外部场作用下的动态响应:

热场:相变过程、热分解机理、烧结行为

电场:电化学极化、介电响应、电致变色

光场:光催化、光致变色、光电转换

磁场:磁相变、磁电耦合、自旋态变化

六、技术规格与工作条件

项目 规格要求
能量范围 2 - 20 keV
光通量 ≥ 4×10⁶ photons/s @ 7-9 keV
能量分辨率 0.4 - 0.9 eV @ 2-5 keV
能量重复性 ≤ 30 meV @ 24h
最小扫描步长 0.1 eV
供电要求 AC 220V ± 10%,50/60 Hz,功率 ≥ 3 kW
环境温度 20 - 25℃(推荐恒温环境)
环境湿度 ≤ 60% RH(无冷凝)
冷却水要求 去离子水,水温18-22℃,流量≥5 L/min
安装空间 ≥ 30 m²(含仪器室、控制室与样品准备区)
接地要求 专用接地,接地电阻 ≤ 4Ω
 

国创科仪宽能谱X射线吸收谱仪 SuperXAFS T2000,以其宽能量覆盖范围、高能量分辨率、优异的长期稳定性和智能化的操作体验,为材料局域结构与电子态研究提供了强大的分析平台。

 

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