Máy quang phổ phân tích cấu trúc tốt X-ray(XAFS) là một công cụ phân tích được sử dụng để nghiên cứu hình học cục bộ và cấu trúc điện tử của vật chất. Nguyên tắc cốt lõi của nó là phân tích các thông tin cấu trúc như các loại, độ dài liên kết, phối hợp và các thông tin cấu trúc khác của các nguyên tử lân cận hấp thụ xung quanh nguyên tử bằng cách đo lường sự thay đổi của hệ số hấp thụ tia X với năng lượng photon tới.
Máy quang phổ phân tích cấu trúc tốt X-rayLĩnh vực ứng dụng và trường hợp điển hình:
Nghiên cứu vật liệu xúc tác
Ví dụ: Nhóm nghiên cứu của giáo sư Wang Zhongli tại Đại học Thiên Tân đã sử dụng XAFS để mô tả chất xúc tác hợp chất CuOx/V2O5 và phát hiện ra rằng trạng thái hóa trị của Cu nằm giữa giá 0 và+2, và các loài CuOx đơn phân tán có tương tác mạnh với các chất mang V2O5, oxy hóa thành công metan thành axit formic (hiệu quả Faraday 92%).
Phát triển vật liệu năng lượng
Trường hợp: Nhóm nghiên cứu của Đại học Fudan đã phân tích cấu trúc phối hợp [MN4] của vật liệu phthalocyanine kim loại (MPc) thông qua XAFS và phát hiện ra rằng NiPc oxy hóa ethylene thành 2-bromoethanol trong chất điện phân có chứa brom, từ đó tổng hợp triethanolamine, cung cấp một con đường mới để giảm điện xúc tác CO2 thành sản phẩm C6.
Phân tích vật liệu phi tinh thể
Ví dụ: Nhóm nghiên cứu tại Viện Vật lý Ứng dụng Thượng Hải, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, sử dụng XAFS để nghiên cứu vật liệu MXene hai chiều được chuẩn bị bằng cách cắt điện muối nóng chảy, đã phát hiện ra rằng cấu trúc Ti cục bộ của Ti3C2Tx phù hợp trước và sau khi cắt, nhưng Ti bị oxy hóa và Ti3C2 được sửa đổi bởi nhóm chức -O cho thấy tính chất điện hóa tuyệt vời trong dung dịch 1 M H2SO4.
Phát hiện ô nhiễm môi trường
Trường hợp: Nhóm nghiên cứu của Đại học Công nghệ Donghua đã sử dụng XAFS để phân tích cấu trúc bộ xương hữu cơ uranium và phát hiện ra rằng nhóm 1,3,5-triformyl (H3TFP) có thể tạo thành một cấu trúc phối hợp phẳng ổn định với uranium, đạt được sự hấp thụ 100% uranium trong dung dịch, cung cấp các phương pháp mới để xử lý chất thải hạt nhân.