1 Icfo-Institut de Ciencies fotoiniques,巴塞罗那科学技术研究所,巴塞罗那(巴塞罗那),西班牙,西班牙2 Departimento de Qu i Qu atimica,Aut Madrid大学,马德里大学,西班牙马德里大学3号,西班牙3号,加利福尼亚州伯克利大学伯克利大学,伯克利大学,美国4材料,美国4材料美国加利福尼亚州伯克利5级研究生和艾里斯·阿德尔斯霍夫(Iris Adlershof)研究所 - 固体和纳米结构,G€€€€€€€€€€€€€€€€€9塔苏巴大学计算科学中心,日本杜斯库巴10号实验物理研究所,格拉兹,格拉斯,奥地利格拉兹11弗里茨·哈伯·哈伯学会,马克斯·普朗克学会,德国柏林,德国12伊克里亚,第12页。lluıs公司23,巴塞罗那,西班牙
使用Operando测量单元,在初始充电过程中分析了Li 1.2-X Ti 0.4 Mn 0.4 O 2的O K边缘XANES光谱,这是由于
扩展Data_fig1.tif a,X射线吸收在Fe K-边缘(左)的边缘结构附近(XANES)和VC-NFMO的Mn K-EDGE(右),在不同的电荷/放电状态下收集; Fe 2+ /Fe 3+和Mn 2+ /Mn 3+ /Mn 4+标准光谱显示在底部以进行比较。b,在不同的电荷/放电状态下收集的VC-NFMO的Fe K-EDGE(左)和Mn K-EDGE(右)EXAFS光谱的傅立叶变换(fts)。光谱已被抵消以确保可见性,并且在OCV状态中收集的EXAFS光谱(Fe和Mn)也已被抵消并叠加为灰色虚线以进行比较。c,在各种电荷/放电状态下的VF-NFMO(灰色)和VC-NFMO(蓝色)的氧化还原态分析。平均边缘位置由积分方法拟合。Fe k-edge(Top)和Mn K-边缘(底部)边缘位置直接适用于相应的Xanes边缘区域,补充图18和(a)。d,
我们在Co K-边缘上呈现理论XANES光谱,并结合DFT+U计算,以研究CO 3 O 4正常尖晶石的电子和磁性特性和镍掺杂系统CO 3 -x Ni X O 4。已经考虑了镍掺杂系统的两种配置:一个镍原子分别替换为四面体和八面体钴的配置。CO K-GEDGE-XANES频谱在CO 3 O 4正常尖晶石中显示了两个预峰,而在掺杂系统的情况下只观察到一个预峰。我们将掺杂系统中一个预峰的失望归因于向四面体钴3 d空状态的高能转移。我们证明,镍掺杂导致四面体钴的氧化态略微增加,而八面体钴的氧化态几乎保持不变。此外,镍在代替八面体钴时会产生磁化,并有助于渲染Co 3 O 4一个半金属系统,而当镍替代四面体钴时,这种磁化会降低。
在充电/放电过程中锂电池电极的结构和电子演化的研究对于了解LI的存储/释放机制至关重要,并优化了这些材料,以实现高性能和循环性。在过去的20年中,在过去的20年中,已经开发出了几种原位和现代技术,例如X射线衍射XRD,1-11 X射线吸收光谱XAS XAS,12-15和Mössbauer,Mössbauer,16 Raman,ir和NMR 17,18 Specopies已开发出来。对电池材料的原位评估,即在封闭的电化学电池内观察,带来在线信息,并消除了通过环境气氛操纵高反应性粉末的风险。它允许研究复杂的反应机制,并证明由于电极s内的结构和电子过渡而导致的各种化学系统中的电压 - 组合物非常令人满意。可以在标准实验室衍射仪和同步加速器源设备中进行原位XRD研究,该设施可提供比常规X射线管所输送的光子量高几个数量级的X射线光束。到此为止,已经设计了几种用于转移或传输几何形状的电化学细胞。在标准X射线衍射仪中,高质量位置敏感探测器的最新开发使得在实验室中更容易使用此类技术。使用带状结构计算和数据模拟的最新方法在允许对电化学锂插入/提取过程中的化学键进行精确分析方面非常成功。在要研究的材料方面非常普遍,最近在伸展的X射线吸收膜结构Exafs和X射线吸收接近边缘结构Xanes Xanes Xanes模式中,最近在延伸的X射线吸收膜结构中广泛执行了原位XAS的结构变化和电子传递现象。例如,尽管信号的EXAFS部分提供了有关其自身吸收原子选择的近距离环境的直接结构信息,但可以将光谱的XANES部分大致看作是给定原子的空电子状态的图片,并允许在静脉内和反流中监测这些水平的收费过程。19此外,同步设施中弯曲的单晶的开发和使用分散X射线吸收结构以及单色QuickXAS快速旋转的可能性为研究的新方法铺平了道路,以研究对电池材料的研究。使用非常短的收购时间的可能性,通常是XRD和XAS几秒钟的顺序,确实允许我们投资 -
识别活动位点。为了揭示Ni@Nincm的局部化学配位环境,我们进一步进行了XAS测量。ni k-边缘X射线吸附精细结构(XANES)光谱表明,Ni@nincm的预边是Nio和Ni Foil之间的(图4a),表明Ni@NINCM中Ni物种的平均价值处于部分氧化状态。这与以深红色圆圈标记的白线峰的高度保持一致。考虑到Ni NP的价为零,较高的氧化状态意味着除Ni@Nincm中的Ni NP外,Ni原子的另一种协调形式存在。扩展X射线吸收精细结构的傅立叶变换
2包含在拟合中,总信号叠加在实验信号(黑线)上。测量和计算的光谱显示出极好的一致性。d中的插图显示了源自EXAF结果的Ti 1 -O 5 -C 4部分的结构,其中蓝色,红色,灰色球分别代表Ti,O和C。e,基于嵌入石墨烯晶格中嵌入的Ti 1 -O 4 -OH部分计算的Ti 1 /RGO的K -EDGE XANES实验光谱与理论光谱之间的比较。E中的插图显示了Ti 1 /rgo的最可能的配置,其中蓝色,红色,灰色,白色球体分别代表Ti,O,C和H。f,TIO 3 C 2 -1,TIO 3 C 1-2,TIO 2 C 2 -2和TIO 4 -OH结构模型中Ti的平均氧化态,其中蓝色,红色,灰色,白色球体分别代表Ti,O,O,C和H。ti箔,TiO和TiO 2的糟糕电荷与氧化状态分别拟合,分别称为0,+2和+4。
摘要:在过去的几十年中,X 射线吸收光谱 (XAS) 已成为探测非均相催化剂结构和成分、揭示活性位点的性质以及建立催化剂结构模式、局部电子结构和催化性能之间联系的不可或缺的方法。本文将讨论 XAS 方法的基本原理,并描述用于解读 X 射线吸收近边结构 (XANES) 和扩展 X 射线吸收精细结构 (EXAFS) 光谱的仪器和数据分析方法的进展。本文将介绍 XAS 在非均相催化领域的最新应用,重点介绍与电催化相关的示例。后者是一个快速发展的领域,具有广泛的工业应用,但在实验表征限制和所需的高级建模方法方面也面临着独特的挑战。本综述将重点介绍使用 XAS 对复杂的现实世界电催化剂获得的新见解,包括其工作机制和化学反应过程中发生的动态过程。更具体地说,我们将讨论原位和原位 XAS 的应用,以探测催化剂与环境(载体、电解质、配体、吸附物、反应产物和中间体)的相互作用及其在适应反应条件时的结构、化学和电子转变。
更多类似石墨烯的2D系统,例如Xenes和Xanes(其中x =硅,德语等),4 - 6个过渡金属二分法(例如,MOS 2,WS 2,Mose 2,WSE 2),7,8六角硼硝酸盐,9 mxenes(例如,过渡金属碳化物和硝酸盐),10个黑磷,11和2d钙钛矿12,13已合成。其中,硅纳米片由于与当前基于SI的纳米技术的预期兼容性而引起了极大的关注。硅纳米片在石墨烯类似硅烯之间存在分歧,该石墨烯类似硅由混合的SP 2 /SP 3-杂化硅原子组成,14和氢末端的石墨烯的类似物,所谓的硅烷,SP 3-氢化硅原子。15作为SP 3-杂交对硅的有利,16硅不稳定,因此仅在底物上外恋生长,例如,AG(111)或IR(111)。17 - 22通过在低温下用浓盐酸从ZINTL二相钙(CASI 2)从ZINTL相(CASI 2)的钙阳离子去钙阳离子来制备更稳定的硅硅烷(氢终止的硅质,SINS-H)。6 Sins-H具有独特的电子,机械和光学特性。根据理论研究,SINS-H是一种半导体材料23,具有应变带隙,24,25,而其原子
氧化石墨烯是由工业可乐样废物制备的。该材料(GO-CW)的形态与标准石墨烯(GO-G)相似,尽管其表面具有更多的缺陷。Both materials were used to prepare hybrid NHC-Ir(I)/graphene materials, consisting of molecular Ir(NHC) complexes covalently anchored to the graphene surface through the NHC moiety, following two different synthetic routes: (a) direct graphene electrografting of the previously synthesized aniline-functionalized imidazole-2-ylidene-Ir(I) complex, and (b) a two-step sequence包括苯胺 - 咪唑盐的初始电气处理以及随后与IR(i)前体锚定咪唑-2-甲基-IR(I)分子复合物的化学反应。合成的NHC-IR/石墨烯混合催化剂在氧气进化反应(OER)中活跃,导致电流密度与其他NHC- iRidium(I)催化剂的范围相似。最高的活性对应于由两步途径制备的杂化催化剂,当使用工业废物的氧化石墨烯时,其活性和稳定性甚至更高。exafs在氧化催化前通过两种合成途径制备的材料的光谱揭示了局部IR协调壳和IR和石墨烯之间的结构相互作用。电催化后的XANES和EXAFS光谱都表明了更多的氧化物种,其中保留了虹膜催化剂的分子性质。