原位实验XAS解析、的原位XASSEMXPS原位拉曼析配位结构,追踪动态循环,解析催化剂动态密码。
01、什么是同步辐射XAS
XAS吸收边XASX射线吸收近边结构(XANES)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)XANESEXAFS同步辐射光源XAS同步辐射光源能够提供的射线束,满足实验对高强度X射线的需求。
原位同步辐射XAS技术具备卓越的,这一特性使其在复杂体系的研究中脱颖而出。
即使存在其他多种元素,XAS技术也能精准地聚焦于目标元素,获取其周围原子的种类、配位数、原子间距等信息,而不会受到其他元素的干扰,实现对特定元素微观结构和电子态的深入剖析,为研究多元素体系中各元素的作用机制提供了有力手段。
局域结构敏感性:洞察微观
配位XAS可以捕捉到短程有序信息,揭示原子间的近邻关系和化学键特征,也可以精确探测到纳米材料表面和内部原子的局域结构变化,在材料研究中具有重要意义。
原位表征能力:实时追踪
原位表征实时追踪通过该方法,可以真实反映电池在工作状态下的结构变化,实时监测电极材料中元素的价态变化、原子配位环境的改变等信息,从而深入了解反应的机理,为性能的优化提供直接的实验依据。
03、同步辐射XAS应用解读

在这里,作者在反应过程原位生成反应中的催化剂,并通过原位Raman与同步辐射XAS验证了其可逆性,有效的抑制了结构失活,实现了CO到CH的高效、稳定电化学转化。
同步辐射XAS的核心作用一:确定配位结构
XANES光谱+00+2+进一步观察还原后催化剂的,其中出现了两个关键峰,一个对应Cu-Cu键,另一个对应Cu-O键,由此确认了Cu与Cu的共存,且两种价态的Cu形成了分散的纳米颗粒。

同步辐射XAS的核心作用二:捕捉动态循环
OXANES光谱特征与Cu2+相似,当施加还原电位后,吸收边迅速向低能量方向偏移,且峰形逐渐与金属Cu和Cu2O的标准谱接近——这表明电解液中的Cu2+被还原为Cu0/Cu+混合相,并沉积在Ag基底上。
从原位XAS谱出现反向变化,即XANES吸收边向高能方向偏移,逐渐恢复到OCP下Cu2+的特征,EXAFS中Cu-Cu和Cu-O键的特征峰逐渐减弱直至消失,表明沉积的Cu基催化剂被氧化为Cu2+,并溶解回电解液中。
继续进行原位实验可以发现,还原阶段荧光强度下降,氧化阶段荧光强度回升,这种周期性变化,直接证明了Cu2+在“电解液–基底”之间的可逆迁移,完美验证了催化剂的动态循环性。

同步辐射XAS的核心作用三:考察稳定性
通过对比有Py与无Py条件下的扫描电子显微镜(SEM)可以观察到,还原后Ag基底上出现分散的纳米颗粒,氧化后这些颗粒消失,基底恢复为原始的形貌,这直观证明了还原沉积Cu颗粒,氧化溶解Cu颗粒的形貌变化。进一步通过XPS0+2+2+原位拉曼24通过本次解读的文章可以看出,同步辐射XAS不再是辅助表征,而是贯穿整个研究的核心。
足以证明,同步辐射XAS将成为解析催化剂动态密码的核心工具,助力更多高效、稳定的CO转化策略问世。