Espectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS)Es una herramienta poderosa para estudiar la estructura atómica o electrónica local de los materiales, ampliamente utilizada en campos populares como la catálisis, la energía y la nanotecnología.

El principio básico deEspectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) es que cuando la energía de los rayos X resuena con la energía de una capa electrónica interna de un elemento en la muestra, un aumento repentino en los electrones se excita para formar un espectro continuo, que se llama el borde de absorción. Cerca del borde de absorción, a medida que aumenta la energía de los rayos X, la tasa de absorción disminuye monótonamente a medida que aumenta la profundidad de penetración de los rayos X. Cuando el espectro se extiende más allá de un borde específico, se pueden observar estructuras finas, donde las regiones de absorción de rayos X cerca del borde (XANES) aparecen tan pronto como los picos y hombros con un ancho que excede los 20 a 30 electronvoltios pasan por el punto de inicio del borde. La estructura fina ubicada en el lado de alta energía del borde donde la energía decae a varios cientos de electronvoltios se llama Estructura Fina de Absorción de Rayos X (XAFS).

Las principales características deEspectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) son:

Sensibilidad al ordenamiento de corto alcance: Depende del ordenamiento de corto alcance y no del de largo alcance, lo que permite medir una amplia gama de muestras. Puede utilizarse para materiales amorfos, líquidos, fundidos, centros activos de catalizadores, proteínas metálicas, etc., así como para estudios estructurales de átomos de impurezas en cristales.

Fuertes características elementales: el borde de absorción de rayos X tiene características elementales y, para los átomos de diferentes elementos en la muestra, se puede estudiar la estructura atómica vecina de diferentes elementos en el mismo compuesto ajustando la energía de rayos X incidente.

Alta sensibilidad: el método de fluorescencia se puede utilizar para medir muestras de elementos con concentraciones tan bajas como una millonésima.

Adquisición integral de información estructural: capaz de proporcionar parámetros que determinan la estructura local, como la distancia entre los átomos absorbentes y los átomos vecinos, el número y tipo de estos átomos y el estado de oxidación de los elementos absorbentes.

La preparación de la muestra es sencilla: no se requiere un solo cristal y, en las condiciones experimentales, el tiempo de recolección de datos es relativamente corto. Con una fuente de rayos X de sincrotrón, la medición de una línea espectral suele tardar solo unos minutos.

Las principales ventajas deEspectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) son:

Ventaja principal: producto con el mayor flujo luminoso

Flujo de fotones superior a 1000000 fotones/segundo/eV, con una eficiencia espectral varias veces superior a la de otros productos; Obtenga una calidad de datos equivalente a la radiación de sincrotrón

Excelente estabilidad:

La estabilidad de la intensidad de la luz monocromática de la fuente de luz es mejor que el 0,1% y la deriva de energía durante la recolección repetida es inferior a 50 meV.

Límite de detección del 1%:

Un alto flujo luminoso, una excelente optimización de la trayectoria óptica y una excelente estabilidad de la fuente de luz garantizan que aún se puedan obtener datos EXAFS de alta calidad cuando el contenido de elementos medidos es del 1%.

4. Áreas de aplicación deEspectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) :

Campo energético: como la investigación sobre baterías de litio y otros materiales de baterías secundarias, la investigación de celdas de combustible, la investigación de materiales de almacenamiento de hidrógeno, etc. XAFS se puede utilizar para obtener la concentración, el estado de valencia, el entorno de coordinación y los cambios dinámicos de los átomos centrales durante los ciclos de descarga de carga y las reacciones electroquímicas.

Campo de catálisis: se utiliza para investigaciones en catálisis de nanopartículas, catálisis de un solo átomo, etc. Obtener la morfología del catalizador sobre el soporte, la forma de interacción con el soporte y sus cambios durante el proceso catalítico a través de XAFS, así como las estructuras vecinas de iones metálicos con contenido extremadamente bajo.

En el campo de la ciencia de los materiales,Espectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) Se utiliza para la caracterización de diversos materiales, el estudio de sistemas complejos y materiales estructurales desordenados, la investigación de isótopos radiactivos, el estudio de propiedades relacionadas con materiales de superficie e interfaz y el estudio de cambios dinámicos en materiales.

En el campo de la geología,Espectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) Se puede utilizar para el análisis del estado de valencia de los elementos de materiales minerales en la investigación geológica.

Campo ambiental: XES se puede utilizar para el análisis del estado de valencia de elementos Cr/As, etc.

En el campo de la radioquímica,Espectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) Se puede utilizar para el análisis del estado de valencia de elementos Ce, U, etc.

ElEspectrómetro de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) Desempeña un papel importante en la investigación científica moderna gracias a su principio de funcionamiento único, sus características significativas y sus amplios campos de aplicación. Proporciona un medio eficaz para profundizar en la comprensión de la microestructura y el estado químico de la materia, impulsando el desarrollo y el progreso de múltiples disciplinas.