HZB и KIT из Германии разработали новую измерительную ячейку для in situ XAS при 20 бар / 400 °C

Репортаж от Wedoany，Германия Исследовательская группа из Берлинского центра Гельмгольца (HZB) и Технологического института Карлсруэ (KIT) разработала новую измерительную ячейку, которая впервые позволяет проводить измерения рентгеновской абсорбционной спектроскопии (XAS) в режиме in situ/operando с использованием мягкого и жёсткого рентгеновского излучения для каталитических реакций при давлении 20 бар и температуре 400 °C. Устройство подходит для диапазона энергий мягкого, среднего и жёсткого рентгеновского излучения и специально разработано для терминала "Operando Absorption and Emission Spectroscopy" (OÆSE) в Берлинской лаборатории in situ для энергетических материалов (EMIL), расположенной на синхротроне BESSY II.

Многие промышленно важные каталитические реакции, такие как синтез Фишера-Тропша, используемый во всём мире для производства углеводородов, протекают в условиях высоких температур и давлений. Доктор Афанасиос Скалцогианнис, постдок проекта Care-O-Sene в группе профессора Маркуса Бэра из HZB, отмечает, что эта измерительная ячейка позволяет изучать высоконапорные каталитические газотвёрдые реакции в реальных рабочих условиях при давлении до 20 бар и температуре 400 °C. Доктор Каталина Хименес, научный координатор деятельности Care-O-Sene в HZB, подчёркивает, что эта разработка является важной вехой, особенно для мягкого рентгеновского излучения, поскольку оно значительно сильнее ослабляется в твёрдых телах и газах под высоким давлением, чем среднее или жёсткое рентгеновское излучение. Ранее измерения XAS с использованием мягкого рентгеновского излучения были возможны только при атмосферном или слегка повышенном давлении, в то время как мягкое рентгеновское излучение может предоставить подробную химическую и электронную информацию об образцах, содержащих такие элементы, как углерод, азот, кислород или переходные металлы.

Исследовательская группа подробно описала конструкцию новой образной среды в профессиональном журнале "ACS Photon Science" и подтвердила её функциональность, измерив окислительно-восстановительную реакцию тонких плёнок Co/Mn. В состав группы входят учёные из группы "Образная среда" HZB, а также из Института химической технологии и катализа KIT. Эта недавно разработанная измерительная ячейка рассматривается как ключевое достижение в проекте Care-O-Sene, позволяющее изучать многие промышленно значимые каталитические процессы в реальных условиях.