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現今有哪些先進的測試或者表征生物化學等材料的技術可否分享一下

2020-02-04 06:15:26

電化學專業。不得不提最近比較流行的原位表征技術。insitu(原位)是指“在反應過程中”。主要指的是在科學中實時的測試分析,將待測的目標置于原來的體系中進行檢測,而不是單獨的將某一目標分離出來使用單變量方式進行測定,或模擬條件體系進行檢測。大部分的電化學測試手段都有原位的性質。而光譜原位電化學測試包括紫外-可見光譜,表面增強和共振拉曼光譜,紅外光譜,甚至是掃描電化學顯微鏡(SECM)。由于本人的專業是電化學,方向是層狀氧化物材料,我這里拋磚引玉一下,畢竟這些技術現在在別的領域還有一些限制,但是不久后肯定能突破這些。1.原位XRD技術原位X射線粉末衍射技術,有著一定的歷史了,正本清源的話能寫成一本書了,這里簡單介紹一下:a.原位的高溫測試——將粉末樣品放入XRD衍射儀中,然后固定升溫臺和設置升溫程序,接收器會定時采集信號,你就可以獲得材料在不同溫度下的XRD譜圖,并進行你想要的分析,如下圖:根據靶子的不同,有不同的波長對應的不同的角度,有的時候如果探測器是2維的話,接收到的譜圖是這樣的:b.原位的恒電流測試——學電池的朋友都知道這個了,模擬電池的恒流充放電,實時的跟蹤采集結構信息我們用的是扣式電池,測試電池的樣子大致如下:XRD的測試臺設置大致如下:所獲得的譜圖(一維和二維)大致如下:b.原位的恒電位測試——利用PITT(恒電位間歇滴定)技術,設置不同的階躍電位,然后同時在這些電位底下采集XRD譜圖,同時又能獲得鋰離子擴散系數的變化數據:裝置如下:采集到的譜圖跟恒流測試的差不多,這里就隨便放一張:但是因為這個技術目前只能測試固態的相變過程,對于流體的瓶頸無法突破所以,液相體系無可奈何。2.原位TEM測試(可以測試液相體系?)原位透射電鏡觀察技術,這個近幾年逐漸火熱的技術不斷地被越來越多人使用,主要是用高分辨相機在短時間內快速的采集樣品的照片,但是機采的速度比人要快的多。現在大多使用在單晶生長,復合材料的相變上。這是一篇發在Science上的鉑單晶生長的過程,首次被記錄了下來:下面這個是用原位TEM技術檢查電化學裝置中的Si負極材料在鋰離子脫嵌過程的變化:裝置如下:他們使用了金探針這是他們直觀觀察的結果:3.原位SEM測試原位掃描電子顯微鏡技術也是這幾年才火爆的,現在可以用來觀察SEI膜的形成:裝置和設置如下:效果如下:4.原位EXAFS技術······未完待續

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