台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES
台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES

台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES



美国easyXAFS公司最新推出台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES),采用独有的X射线单色器设计,无需同步辐射光源,在常规实验室环境中实现X射线吸收精细结构测量和分析,提供XAFS和XES两种测量模式,并轻松相互切换。以极高的灵敏度和光源质量,广泛应用在催化、电池等研究领域,实现对元素的测定、定量和价态分析等


可以研究超导体材料的物质结构基础,电子相关性问题,原子尺度上的局域结构以及掺杂或加压后的价态变化等。

XAFS/XES 设备特点 


-  无需同步辐射光源

-  科研级别谱图效果

-  台式设计,实验室内使用

-  可外接仪器设备,控制样品条件

-  可实现多个样品或多种条件测试

-  操作便捷、维护成本低

XAFS/XES 设备参数


X射线源:

          XAFS: 1.2-kW XRD(Mo/W)

          XES: 100W XRF 空冷管(Pd/W)
能量范围: 5-12keV; 可达19keV
分辨率: 0.5-1.5eV
样品塔: 7位自动样品轮
布拉格角: 55-85 deg


检测器: SDD

单晶尺寸:

          球面单晶(Si/Ge)

          直径10cm,曲率半径100cm
软件: LabVIEW, 脚本扫描
扩展: 仪器可外接设备,控制样品条件
分析仪校准: 预先校准,快速插拔更换

XAFS300


 

XES100


■  台式XAFS谱仪在能源存储材料研究中的应用



华盛顿大学的曹国忠教授等人使用实验室台式XAFS研究了三种不同的类型导电聚合物(Vö-V2O5/PANI, Vö-V2O5/PEDOT和Vö-V2O5/PPy)包裹的V2O5纳米纤维在聚合过程中在界面处生成ö的情况(图3 a-f)。这些表面的Vö会形成一个局部的电场,促进Vö-V2O5/PPy纳米微粒的电荷转移动力学,且伴生的V4+和V3+还可以催化氧化还原反应,显著地提高超级电容器的整体性能。通过对三种不同CP涂层的异同进行了比较和讨论发现,Vö在CP中的分布取决于其聚合条件和包覆厚度。另外,研究人员将XAFS和XPS技术有机结合起来,全面的阐述了Vö在表面层和体中的存在及其对电化学的影响,这种改善的电极材料的电荷转移动力学有望用于下一代储能系统中。

图1. (a-c) 使用台式XAFS谱仪得到的Vö-V2O5/PANI, Vö-V2O5/PEDOT和Vö-V2O5/PPy中V元素的XANES谱图对比;(d)Vö-V2O5/PANI的SEM图像及XANES;(e)KVOH和VOH的XRD和V元素的XANES谱图对比;(f)使用XPS和XANES表征Vö-V2O5/PEDOT计算的得到的V2O5中氧空位的含量对比;(g-j)使用台式XAFS谱仪得到的V箔片的EXAFS谱图及其R和k空间变换谱图


这种可以在不改变锂电池包结构或使用与快速充电应用相关的时间分辨技术下进行原位分析的技术,可以用来评估一些模型系统的充放电和健康状态。与传统同步加速器相比反馈速度更快,如带有多价电荷载体的电池或负离子氧化还原机制,在这些模型中电荷转移位点通常是不明确的。作为未来的发展方向, 基于实验室的XAFS研究模式可以作为电池退化机制研究的一个有用研究模型(其通常需要频繁和长期的XAFS分析和监测),加速新材料的发现和LIBs的操作模式的改进。


参考文献:

[1] Tailoring Energy and Power Density through Controlling the Concentration of Oxygen Vacancies in V2O5/PEDOT Nanocable Based Supercapacitors. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16647−16655.

[2]V2O5–Conductive polymer nanocables with builtin local electric field derived from interfacial oxygen vacancies for high energy density supercapacitors. J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 17966.




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1、XAFS300




2、XES100


■   XES Mode 


■   XAFS Mode

 

 



1. Jahrman, Seidler, et al., J. Electrochem. Soc. 2019.

2. Jahrman, Holden, et al., Rev. Sci. Instrum. 2019.

3. Bès, Ahopelto, et al., J. Nucl. Mater. 2018.

4. Mundy, Cossairt, et al.,Chem Mater 2018

5. Jahrman, Seidler, and Sieber, Anal. Chem., 2018

6. Holden, Seidler, et al., J. Phys. Chem. A, 2018.

7. Stein, Holden, et al., Chem. Mater., 2018.

8. Padamati, Angelone, et al., JACS, 2017

9. Mortensen, Seidler, et al., Phys Rev B, 2017.

10. Valenza, Jahrman, et al., Phys Rev A, 2017

11. Mortensen, Seidler, et al., XAFS16 conference proceedings.

12. Seidler, Mortensen, et al., XAFS16 conference proceedings.

13. Seidler, Mortensen, et al., Rev. Sci. Instrum. 2014.

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