X射线吸收精细结构（X-ray Absorption Fine Structure,XAFS）技术是研究复杂组分体系中特定元素近邻配位结构的重要手段之一，广泛应用于能源材料、化学、物理学等领域。该技术具有元素分辨、无损探测等优点，其原理是通过分析X射线被物质吸收前后的信号变化来解析材料中特定元素的结构，可精确地测定固、液、气等不同形态物质中配位原子的种类、配位数、键长等定量的局域结构信息。由于其出色的元素分辨能力，该技术尤其适用于复杂体系中元素的近邻局域结构、价态等的分析。目前XAFS技术是国际上研究元素局域结构和价态等最先进的实验手段之一。

伟德bv1946官网团队基于近20年大科学装置X射线谱学研究经验，搭建了集研发、销售、测试、分析为一体的SuperXAFS台式X射线吸收谱仪研发平台，旨在为用户提供谱学研究的一站式服务，满足用户对XAFS技术应用的需求。目前平台已完成十余项国家、省部级项目研发，拥有专利二十余项。利用平台核心技术，研发团队已经推出了台式X射线吸收谱仪SuperXAFS系列产品，该系列凭借高质量的X射线，极佳的能量分辨率以及超精密的联动扫描系统，为用户提供了媲美同步辐射XAFS的实验数据。

中能X射线吸收谱仪SuperXAFS-T2000是目前国内唯一中能台式XAFS谱仪供应商，产品入选了伟德betvlctor1946源于英国条件保障与财务局组织编录的2022年度《伟德betvlctor1946源于英国自主研制科学仪器》产品名录。该谱仪可以覆盖的能量范围低至2keV（国际唯一），可以满足特定元素如磷、钾、钙以及4d金属L边和锕系元素M边的测试，为环境、核能、材料等领域的用户提供测试能力。

图1. 中能X射线谱仪SuperXAFS-T2000

硬X射线吸收谱仪SuperXAFS-H3000除了拥有高至20keV的宽能谱范围，极低的探测浓度阈值（0.5%浓度），还配备了X射线发射谱（XES）模式，实现了在一台仪器上的多功能检测方式。除此之外，该谱仪还为了使用户操作更加简便，配备了快速切换测量、多样品自动采集、远程实时监控等功能，以及可定制的原位环境，为用户研究提供高质量的测试数据和便捷的测试流程。

图2. 台式硬X射线吸收谱仪SuperXAFS-H3000

此外，团队共享测试平台还配置了easyXAFS 300+型号吸收谱仪和Sigray QuantumLeap V210型号发射谱仪，为有需要的用户提供测试以及数据分析等服务。

应用案例

Nat. Commun. :原位形成π-共轭的二维铀有机骨架进行超选择性铀分离

核能，由于其高能量密度和低碳污染，因此被视为一种有效的替代能源。然而，核能的可持续发展仍然受到铀短缺和供应链不足的严重制约。因此，开展从旧的或新的来源中分离铀的研究具有重要意义。东华理工大学罗峰团队提出了利用原位形成π-共轭的有机配体与铀结合为二维铀有机骨架结构来实现铀的分离。研究中对五种有机配体进行了筛选，并利用SuperXAFS台式X射线吸收谱仪获得了高质量的铀L边EXAFS数据，通过精细的谱图拟合对铀的配位结构进行了定量解析，发现1,3,5-三甲酰基间苯三酚（H₃TFP）是构建铀-有机骨架最佳配体的原因是铀可以和H₃TFP形成稳定的平面配位结构，其中键长较短的是UO₂的两个U=O键，而键长较长的是铀和H₃TFP形成的六个平面U-O键。这种选择性的稳定配位结构使得H₃TFP可以对溶液中的铀实现100%的吸附。

图3. UOF-TFP的EXAFS表征结果

Angew. Chem . Int. Ed. : 溴辅助乙烯氧化助力CO₂电催化合成三乙醇胺

电化学二氧化碳还原反应具有将大气中过量二氧化碳转化为甲酸盐、乙烯和乙醇等增值产品的潜力。然而，迄今为止，由于缺少能够有效活化二氧化碳和持续增长碳链的最佳电催化剂，反应产物的选择性受到限制，其中产物含碳数最多至四。通过电化学串联反应实现二氧化碳至多碳产物的合成具有重大意义。复旦大学郑耿峰教授团队利用SuperXAFS台式X射线吸收谱仪，通过高质量的EXAFS谱图测试研究了一类金属酞菁（MPc）材料的局域配位结构。研究中发现MPc（M=Fe、Co、Ni）材料呈现出[MN4]的配位结构，这种结构使得NiPc材料在含溴电解液中将乙烯氧化为2-溴乙醇，而在反应的对电极则由FePc将亚硝酸根离子还原为氨，进而和2-溴乙醇反应生成三乙醇胺。而将该反应与CO₂还原为乙烯的反应相结合就可以实现将CO₂还原为六碳化合物。

图4. MPc（M=Fe、Co、Ni）的EXAFS表征结果（虚线为测试结果，红线为拟合结果）

Angew. Chem . Int. Ed. : 一步法熔盐电刻蚀制备官能团可调控的二维MXene材料

MXene材料凭借其独特的二维层状结构、高导电性和亲水表面，近年来在能源存储和转换领域广受关注。目前二维MXene常用的制备方法为氢氟酸或氟化物-盐酸溶液刻蚀法，常引入影响材料导电性的–F官能团；近年来报道的路易斯熔盐刻蚀法不可避免地在MXene中残留有金属杂志，在后续应用或表面改性过程中必须采用氧化性酸去除。伟德bv1946官网王建强研究员团队首创了熔盐电刻蚀方法（MS-E-etching）制备二维层状材料Ti₃C₂Tx（T=O、S），并在SuperXAFS台式X射线吸收谱仪的帮助下，通过精细的Ti K边XANES测试，对熔盐电刻蚀的反应机理进行了研究。测试结果显示Ti₃C₂Tx的峰位相比Ti₃AlC₂明显向高能方向偏移，证明了反应过程中Ti被氧化；而从谱图结构上分析可以看出，两个样品的峰的近边特征相近，而和Ti foil以及TiO₂相差很大，因此证明在熔盐电刻蚀前后Ti的局域结构保持一致。从谱图结果可以推断出熔盐电刻蚀的机理是在Ti₃AlC₂相氧化过程中，由于Ti-Al键比Ti-C键弱，Al原子选择性地与熔盐中的Cl-结合形成AlCl₃。450℃时AlCl₃的挥发为Al原子向外扩散提供了动力。继续在该体系中添加Li₂O/Li₂S，利用高温下官能团的替代反应就获得了含–O/–S等多种官能团的MXene。其中–O官能团修饰的Ti₃C₂在1M H₂SO4溶液中表现出优异的电化学性能。

图5. 熔盐电刻蚀前后的XANES表征结果

参考文献

[1]  Nat. Commun. 2024,15,453

[2]  Angew. Chem . Int. Ed. 2023,e202212733

[3]  Angew. Chem . Int. Ed. 2021,e202110640

SuperXAFS系列谱仪的优势：

[1]超宽的能量测试范围：能量范围覆盖2keV-20keV，可以满足3d元素到锕系元素的测试需求；

[2]超高的灵敏度：检测浓度低至0.5%；

[3]多功能测试：SuperXAFS谱仪可配置荧光模式/XES模式，利用一台谱仪实现多种测试功能；

[4]细致的用户定制服务：可根据用户需求进行针对性定制，包括不限于原位样品环境、多样品自动切换功能、不同的X射线源选择等；

[5]高质量样品测试及数据分析服务：研究团队利用逾20年X射线吸收谱测试经验，为用户提供高质量的样品测试服务以及数据分析。