MOFs材料中性能及机理研究检测方案(X射线吸收精细结构(XAFS))

八easyXAFSQuantum Design CHINA 台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES) For Scientist By Scientist 美国 easyXAFS公司最新推出台式实验室用 XAFS/XES 谱仪，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。 仪器特点： 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 可实现 XES/XAFS模式快速切换 应用案例： 0.0 VEXAFS Battery Pouch Cell： Ni XANES Tube Power： 50 W Co KB VTC Integration： 10 s/pt xEO 0.D15 Co Scan Time： 20 mins Coo LicoO：22 0.010 8c0.005 0.000 7670 7680769077007710772007730 Emission Energy(eV) 发表文章列表： ·Mundy， Cossairt， et al.，Chem Mater 2018 ·Jahrman， Seidler， and Sieber， Anal. Chem.，2018 ·Holden， Seidler， et al.， J. Phys. Chem. A， 2018. ·Holden， Seidler， et al.， J. Phys. Chem. A， 2018. ·Stein， Holden， et al.， Chem. Mater.，2018. easyXAFS 。 Padamati， Angelone， et al.， JACS， 2017 · Mortensen， Seidler， et al.， Phys Rev B， 2017. .·Valenza， Jahrman， et al.， Phys Rev A， 2017 Www.qd-china.com 北京办公室 上海办公室 广州办公室 北京市朝阳区酒仙桥路10号 上海市静安区威海路511号 广州市番禺区汉溪大道东290号 恒通商务园B22座501室100015 上海国际集团大厦1405室200041 保利大都汇A3栋1509室 511495 电话：010-8512 0277/78/79/80 电话：021-52280980 电话：020-8920 2739 传真：010-85120276 传真：021-5228 2156 传真：020-8920 2750 邮箱： info@qd-china.com 邮箱： info@qd-china.com 邮箱： info@qd-china.com 节假日紧急垂询电话：13021034795 节假日紧急垂询电话：13021034795 节假日紧急垂询电话：13021034795 V19-1     近年来，研究学者将导电金属有机框架 (MOFs)材料的孔隙率、分子可调谐性、导电性与软物质的优越物理性质相结合，显著提升了材料的化学可调性、高表面积和电荷传输特性。该研究中，实现材料元素价态及配位结构的解析对MOFs材料的性能及机理研究尤为重要。美国华盛顿大学Dianne J. Xiao团队利用台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS，在实验室内获取了媲美同步辐射光源的XAFS谱图，研究了1D MOF自组装成π-堆叠材料过程中的磁性和电子相互作用的演变过程。图1. (a) 2D导电MOFs Cu3(HHTP)2的合成与结构。 (b) 截断Cu3(HHTP)2成为离散铜基大环CuTOTP-OR(R=C2、C4、C6、C18)的合成方案。    图1是共轭的铜基金属−有机大环CuTOTP-OR（TOTPn−=2, 3, 6, 7-四氧基三苯基，R=直链C2, C4, C6和C18烷基）的合成路径。作者将导电的三苯基二维MOFs降维为离散的六角形大环，通过大环间的强π−π堆积相互作用极大提升了离面电荷传输和压片电导率。作者利用台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS对近边区XANES及扩展边区EXAFS的化学结构进行了表征，为单个MOF层自组装成的π堆叠材料CuTOTP-OR提供了Cu元素价态和Cu原子邻近配位的指认。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 10, 4515–4521。图2. (a) CuTOTP-OR堆叠示意图。(b-c) CuTOTP-OR, Cu2O和Cu(acac)2的XANES光谱和(d)处理得到的一阶导数图像。(e) CuTOTP-OC4和Cu(acac)2（插图）的EXAFS拟合结果。    作者在铜基二维框架Cu3(HHTP)2和Cu3(HITP)2中观察到显着的 Cu(II)/Cu(I)混合价。为了确定在CuTOTP-OR中是否观察到类似的混合价，研究团队使用easyXAFS公司的实验室用台式X射线吸收精细结构谱仪探测了Cu K-edge X射线近边吸收谱（XANES）（图2b-2c）。Cu(I)化合物的吸收边（由一阶导数光谱的第一个峰定义）通常约为8981 eV，Cu(II)化合物约为8985 eV。所有四种CuTOTP-OR材料的XANES光谱几乎相同，边缘能量在8985和8986 eV之间（图2d），表明以Cu(II)形式存在，与XPS的数据结果保持一致。从扩展边区EXAFS拟合获得的平均Cu-O键长（dCu-O = 1.94 Å）与Cu(acac)2参考化合物同样非常相似（图2d-2e），印证了CuTOTP-OR的配位结构。在室温下对CuTOTP-OR进行两点电导率测量。尽管结构被截断，但CuTOTP-OC2（10-3 S cm-1）的颗粒几乎与Cu3(HHTP)2粉末（10-3-10-2 S cm-1）的压片导电率相同。图3. easyXAFS公司的台式XAFS/XES谱仪 实验室台式XAFS谱仪优势：1. 台式设计，可以在实验室内随时满足日常样品分析；2. Python软件脚本控制，附带8位自动样品轮，可以同时进行多个样品或样品参数条件下的测试；3. 可集成辅助设备，搭配原位池，可实现高压、气体氛围、电化学等条件下的测试（已辅助客户成功验证），实现精准原位表征测试；4. 台式XAFS/XES谱仪具有XAFS和XES两种工作模式，可快速切换，满足不同科研试验需求;5. 台式XAFS/XES谱仪测得的谱图效果可以媲美同步辐射数据，如图4所示，其测得的Ni元素的EXAFS，Ce和U元素的L3-edge的XANES谱图数据与同步辐射光源谱图效果完全一致； 图4. (a-b) 台式XAFS/XES谱仪与同步辐射光源测得的Ni EXAFS及傅里叶变换后R空间对比谱图，(c-d) Ce和U L3-edge XANES谱图数据对比图6. 多种型号和配置可选，满足不同科研要求；7. 操作便捷，维护成本极低，安全可靠。 参考文献：[1] Zasada L B, Guio L, Kamin A A, et al. Conjugated Metal–Organic Macrocycles: Synthesis, Characterization, and Electrical Conductivity[J]. Journal of the American Chemical Society, 2022.