© 2021 LANScientific. All Rights Reserved.

Спектр тонкой структуры рентгеновского поглощения

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500

Передовой анализ в вашей лаборатории
Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500

NatureXAS 2500— это многофункциональный спектрометр для рентгеноабсорбционной спектроскопии (XAFS), разработанный компанией Langsheng Scientific. Он использует оптическую схему с кругом Роуланда и крупными изогнутыми кристаллами, а также уникальный монохроматор, что позволяет проводить измерения в обычной лаборатории без синхротронного излучения. Прибор поддерживает три режима (XAS, XES, XRD) с быстрым переключением между ними.

Предназначен для исследования степени окисления элементов, ковалентности связей и химического окружения, играя важную роль в анализе электронной структуры материалов, определении активных центров катализаторов и изучении механизмов реакций.

Исследователи могут оперативно получать данные XAFS в собственной лаборатории, минуя длительное ожидание доступа к синхротрону. Это значительно упрощает использование передовой технологии, превращая углубленный анализ локальной электронной структуры и координации элементов в повседневный инструмент для разработки материалов и изучения механизмов.


Основные характеристики

Интегрированная конструкция

Прибор выполнен в виде высокоинтегрированного моноблока, объединяющего микрофокусный рентгеновский источник высокой яркости, прецизионный многокоординатный столик и интеллектуальную детекторную систему. После поставки для подготовки к работе достаточно всего трёх шагов: установка, подключение к питанию и соединение с рабочей станцией.

Совмещение с XRD — анализ без пробелов

Уникальная интеграция трех режимов — XAS, XES и XRD — с быстрым переключением. Добавление XRD позволяет не только исследовать локальную структуру и электронное состояние элементов, но и одновременно получать данные о кристаллической структуре и фазовом составе материала. Это обеспечивает всесторонний анализ микроструктуры в разных масштабах — от атомного расположения до кристаллической решетки, предлагая комплексное решение для изучения сложных материалов.

Быстрая установка и стабильная оптика

Защитный гелиевый кожух оснащен быстросъемной конструкцией, позволяющей снимать и устанавливать его одним нажатием. Его точная механика гарантирует автоматическое сохранение юстировки оптической системы после операции, исключая необходимость ручной калибровки и упрощая эксперименты в защитной атмосфере.

Двухконтурная система стабилизации — калибровка не требуется

Уникальная запатентованная технология: «динамический адаптивный сервомеханизм вторичной оптики для абсорбционной спектроскопии на круге Роуланда». При смене кристалла не требуется ручная юстировка, повторная калибровка или техническое обслуживание. Встроенные сервоприводы и оптические энкодеры образуют высокоточную систему двойной обратной связи, которая в режиме реального времени отслеживает и автоматически корректирует положение оптической схемы, обеспечивая полностью автоматизированную и интеллектуальную работу для непрерывной эффективности экспериментов.

Интуитивный интерфейс, полный контроль

Собственное программное обеспечение имеет интуитивно понятный интерфейс. Ключевые параметры прибора, состояние оптической системы, условия эксперимента и качество данных отображаются централизованно в реальном времени. Это реализует принцип «управление одним нажатием, полная визуализация процесса», значительно упрощая работу, повышая эффективность и надежность экспериментов.

Мощные возможности для in situ анализа

Прибор оснащен множеством стандартизированных интерфейсов, обеспечивающих легкую интеграцию с различными модулями для исследований в реальных условиях, такими как электрохимические ячейки, реакторы для газо- и жидкофазных процессов, а также системы для высоких и низких температур. Это позволяет проводить прямое и динамическое отслеживание структурных изменений материалов в рабочем состоянии, предоставляя прямые доказательства для изучения механизмов реакций.

Высокое энергетическое разрешение

Высокочувствительная оптическая система обеспечивает получение XANES-спектров с детальной структурой. Ключевые параметры, такие как особенности линий и соотношение интенсивностей пиков, демонстрируют высокое соответствие с данными, полученными на синхротронных источниках. Это гарантирует возможность проведения в лабораторных условиях точного спектрального анализа на уровне крупных исследовательских установок.

Безопасность

Комплексные меры безопасности и удобство управления: наличие многоуровневых защитных блокировок делает прибор подходящим для операторов любого уровня, снижая риски в лабораторных условиях.

In situ одним нажатием — динамика атомов под контролем

Благодаря полностью автоматизированной и интеллектуальной системе пользователю достаточно разместить образец и нажать кнопку запуска. Установка способна собрать XAFS-данные высокого разрешения в условиях in situ всего за несколько минут. Прорывное спектральное и временное разрешение позволяет четко отслеживать динамические изменения атомной структуры в материалах (например, катализаторах или батареях) во время их работы.



Область применения

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500(图1)


Каталитические материалы

XAFS позволяет напрямую определять динамические изменения координационной структуры, степени окисления и электронного состояния активных центров катализатора в условиях реакции. Наблюдение за взаимодействием промежуточных продуктов и активных центров in situ даёт прямую экспериментальную основу для рационального дизайна эффективных промышленных катализаторов и глубокого понимания механизма каталитических реакций.


Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500(图2)

исследования аккумуляторов

XAFS позволяет in situ отслеживать ключевые металлы (Mn, Ni, Co, Fe и др.) в материалах электродов и твердых электролитах в реальных режимах заряда-разряда. Метод точно выявляет эволюцию валентности, локальные структурные искажения, координационное окружение и миграцию ионов. Это дает атомарное понимание механизмов деградации емкости, побочных реакций на границах раздела фаз и открывает путь к созданию аккумуляторов следующего поколения с высокой плотностью энергии и длительным сроком службы.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500(图3)

нано- и функциональные материалы

XAFS точно определяет локальное координационное окружение, длину связей, степень неупорядоченности и электронную структуру конкретных элементов в материале. Метод особенно эффективен для анализа аморфных фаз, кластеров, границ раздела и низкоразмерных наноматериалов. Это даёт ключевую структурную информацию для понимания происхождения уникальных оптических, электрических, магнитных и каталитических свойств материалов, а также для их целенаправленной оптимизации.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500(图4)


геология и минералогия

XAFS точно определяет состояние нахождения, валентность, координационную симметрию и локальный структурный порядок ключевых рудообразующих и следовых элементов (например, редкоземельных, переходных металлов) в породах, минералах и расплавах. Раскрывая механизмы дифференциации, миграции и концентрации элементов в процессах магматической эволюции, гидротермального рудообразования и гипергенеза, XAFS обеспечивает атомарные ограничения для изучения генезиса месторождений, моделирования геохимических процессов и использования минеральных ресурсов.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500(图5)


науки о жизни

XAFS селективно и бесконтактно анализирует точную координационную геометрию, степень окисления и динамические изменения металлических кофакторов (Fe, Mn, Zn, Cu и др.) в белках и биомолекулах в ходе каталитического цикла. Метод предоставляет уникальную структурную информацию для понимания механизмов работы металлоферментов, регуляции метаболизма металлов и взаимодействия металлосодержащих лекарств с мишенями.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500(图6)


науки об окружающей среде

XAFS напрямую определяет химическую форму, валентность и микроструктуру координации токсичных элементов (As, Cr, Cd, Pb и др.) в почве, воде и атмосферных частицах. Расшифровка механизмов сорбции, комплексообразования и окислительно-восстановительных процессов на границах раздела позволяет точно оценивать экологические риски и разрабатывать эффективные технологии восстановления.







Техническая спецификация

Габариты1400 × 1100 × 1855 мм (Ш×Г×В)
ДетекторSDD
Оптическая система

Радиус круга Роуланда: 500 мм

Повторяемость угла: 0.001°

Угловое отклонение во всём спектре: ≤ ±0.02

экран дисплеяСвободное переключение между XAS, XES и XRD
Источник излученияМеталлокерамическая рентгеновская трубка (сменные мишени: Mo, Cu, Ag и др.)
Энергетический диапазон 3 – 28 кэВ
Энергетическое разрешение (ΔE/E)XANES: 0.1–1.5 эВ @8 кэВ; EXAFS: 1.5–10 эВ
Скорость сбора данныхТипичное время сбора полного XAFS-спектра ≤10 мин
Условия для образца

Атмосфера или инертный газ; выбор одно-/многопозиционной подачи

Температура эксплуатации10 – 30 °C
Электропитание

220 В, 20 А, 50 Гц