La conception modulaire de la cellule de réaction XAFS in situ électrochimique est axée sur l'amélioration de la flexibilité expérimentale, de la fiabilité des données et de la facilité d'utilisation, l'adaptation Multi - scénarios et l'optimisation des performances grâce à des unités fonctionnelles standardisées, dont les principes de conception se reflètent principalement dans les aspects suivants:

1.functional module Split et conception d'interface normalisée

La Cellule de réaction est divisée en modules optiques, électrochimiques, de contrôle des fluides et de contrôle de l'environnement, qui sont rapidement assemblés et remplacés par des interfaces standardisées (par exemple, filetage, encliquetage). Par exemple:

Module optique: avec Membrane kapton amovible ou fenêtre à quartz, prise en charge de la commutation à deux modes de transmission / fluorescence, l'épaisseur de la forme et le matériau sont personnalisés en fonction de la plage d'énergie des rayons X (par exemple, 2,5 - 20 KeV), réduisant l'atténuation du signal.

Module électrochimique: Système intégré à trois électrodes (électrode de travail, électrode de référence, contre - électrode), interface d'électrode avec conception enfichable normalisée, compatible avec différents matériaux (par exemple, papier de carbone, feuille de platine) et dimensions (par exemple, 1,5 × 3 cm²), prise en charge de la régulation à large domaine dans la plage de potentiel ± 5 V, densité de courant de 0,1 à 100 ma / cm².

2. Conception de compatibilité Multi - environnement

La conception modulaire soutient le fonctionnement stable de la cellule de réaction dans des conditions telles que la phase gazeuse, la phase liquide, la haute température et la haute pression:

Environnement en phase gazeuse: en scellant la cavité avec le module d'importation et d'exportation de gaz, pour obtenir une entrée précise (débit 0,1 - 10 ml / min) de co₂, o₂ et d'autres gaz réactifs, en conjonction avec l'interface de chromatographie en phase gazeuse, surveiller les produits de réaction en temps réel.

Environnement haute température et haute pression: construction de cavités résistantes à la pression (par exemple 30 MPa) en PEEK ou en alliage de titane, intégration de modules de refroidissement à l'azote liquide ou de chauffage électrique (plage de température 4,2 - 973k), réduction des perturbations du détecteur par rayonnement thermique grâce à une isolation thermique (Par exemple revêtement en quartz de 5 mm).

3. Conception d'optimisation de signal dynamique

En réponse au problème de la vulnérabilité des signaux aux interférences dans les expériences XAFS in situ, la conception modulaire améliore le rapport signal sur bruit avec les stratégies suivantes:

Régulation de l'épaisseur du film liquide: l'épaisseur du film liquide entre l'électrode de travail et la fenêtre lumineuse est réglable (0,1 - 5 mm), équilibrant la résistance interne de la réaction avec l'intensité d'absorption des rayons X, évitant le masquage des signaux d'éléments à faible teneur tels que Fe par des solvants tels que l'eau.

Suppression de la lumière parasite: la fenêtre optique est conçue avec un angle d'incidence des rayons X de 45 °, réduisant les interférences de fluorescence secondaire provoquées par l'excitation de la cavité en acier inoxydable; Réduire le bruit de fond avec des fenêtres en quartz ou en be de haute pureté (transmission lumineuse > 90%).

4. Maintenance rapide et conception évolutive

La structure modulaire prend en charge le démontage complet en 10 minutes pour une seule personne et les composants individuels (tels que les électrodes, les bagues d'étanchéité) peuvent être remplacés indépendamment, ce qui réduit les coûts de maintenance. Dans le même temps, les interfaces normalisées réservées (telles que le trou fileté M6, l'interface de fibre optique SMa) soutiennent l'association avec la spectroscopie Raman, la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) et d'autres technologies, étendant la fonction expérimentale. Par exemple, l'étude synergique de la photocatalyse et de l'électrocatalyse peut être réalisée en intégrant des modules de lampes LED Multi - longueurs d'onde.