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國(guó)創(chuàng)科儀

國(guó)創(chuàng)科儀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于近20年大科學(xué)裝置X射線譜學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)，推出了臺(tái)式X射線吸收譜儀SuperXAFS系列產(chǎn)品，該系列憑借高質(zhì)量的X射線，出色的能量分辨率以及超精密的聯(lián)動(dòng)掃描系統(tǒng)，為用戶提供了媲美同步輻射XAFS的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

▲UOF-TFP的EXAFS表征結(jié)果

核能，由于其高能量密度和低碳污染，因此被視為一種有效的替代能源。然而，核能的可持續(xù)發(fā)展仍然受到鈾短缺和供應(yīng)鏈不足的嚴(yán)重制約。因此，開(kāi)展從舊的或新的來(lái)源中分離鈾的研究具有重要意義。東華理工大學(xué)羅峰團(tuán)隊(duì)提出了利用原位形成π-共軛的有機(jī)配體與鈾結(jié)合為二維鈾有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)鈾的分離。

研究中對(duì)五種有機(jī)配體進(jìn)行了篩選，并利用SuperXAFS臺(tái)式X射線吸收譜儀獲得了高質(zhì)量的鈾L邊EXAFS數(shù)據(jù)，通過(guò)精細(xì)的譜圖擬合對(duì)鈾的配位結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定量解析，發(fā)現(xiàn)1,3,5-三甲?；℉3TFP）是構(gòu)建鈾-有機(jī)骨架上佳配體的原因是鈾可以和H3TFP形成穩(wěn)定的平面配位結(jié)構(gòu)，其中鍵長(zhǎng)較短的是UO2的兩個(gè)U=O鍵，而鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)的是鈾和H3TFP形成的六個(gè)平面U-O鍵。這種選擇性的穩(wěn)定配位結(jié)構(gòu)使得H3TFP可以對(duì)溶液中的鈾實(shí)現(xiàn)全部的吸附。

▲MPc（M=Fe、Co、Ni）的EXAFS表征結(jié)果（虛線為測(cè)試結(jié)果，紅線為擬合結(jié)果）

電化學(xué)二氧化碳還原反應(yīng)具有將大氣中過(guò)量二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲酸鹽、乙烯和乙醇等增值產(chǎn)品的潛力。然而，迄今為止，由于缺少能夠有效活化二氧化碳和持續(xù)增長(zhǎng)碳鏈的電催化劑，反應(yīng)產(chǎn)物的選擇性受到限制，其中產(chǎn)物含碳數(shù)最多至四。通過(guò)電化學(xué)串聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)二氧化碳至多碳產(chǎn)物的合成具有重大意義。復(fù)旦大學(xué)鄭耿峰教授團(tuán)隊(duì)利用SuperXAFS臺(tái)式X射線吸收譜儀，通過(guò)高質(zhì)量的EXAFS譜圖測(cè)試研究了一類金屬酞菁（MPc）材料的局域配位結(jié)構(gòu)。

研究中發(fā)現(xiàn)MPc（M=Fe、Co、Ni）材料呈現(xiàn)出[MN4]的配位結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得NiPc材料在含溴電解液中將乙烯氧化為2-溴乙醇，而在反應(yīng)的對(duì)電極則由FePc將亞硝酸根離子還原為氨，進(jìn)而和2-溴乙醇反應(yīng)生成三乙醇胺。而將該反應(yīng)與CO2還原為乙烯的反應(yīng)相結(jié)合就可以實(shí)現(xiàn)將CO2還原為六碳化合物。

▲熔鹽電刻蝕前后的XANES表征結(jié)果

MXene材料憑借其二維層狀結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性和親水表面，近年來(lái)在能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域廣受關(guān)注。目前二維MXene常用的制備方法為氫氟酸或氟化物-鹽酸溶液刻蝕法，常引入影響材料導(dǎo)電性的–F官能團(tuán)；近年來(lái)報(bào)道的路易斯熔鹽刻蝕法不可避免地在MXene中殘留有金屬雜志，在后續(xù)應(yīng)用或表面改性過(guò)程中必須采用氧化性酸去除。上海應(yīng)用物理研究所王建強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)了熔鹽電刻蝕方法（MS-E-etching）制備二維層狀材料Ti3C2Tx（T=O、S），并在SuperXAFS臺(tái)式X射線吸收譜儀的幫助下，通過(guò)精細(xì)的Ti K邊XANES測(cè)試，對(duì)熔鹽電刻蝕的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。

測(cè)試結(jié)果顯示Ti3C2Tx的峰位相比Ti3AlC2明顯向高能方向偏移，證明了反應(yīng)過(guò)程中Ti被氧化；而從譜圖結(jié)構(gòu)上分析可以看出，兩個(gè)樣品的峰的近邊特征相近，而和Ti foil以及TiO2相差很大，因此證明在熔鹽電刻蝕前后Ti的局域結(jié)構(gòu)保持一致。從譜圖結(jié)果可以推斷出熔鹽電刻蝕的機(jī)理是在Ti3AlC2相氧化過(guò)程中，由于Ti-Al鍵比Ti-C鍵弱，Al原子選擇性地與熔鹽中的Cl-結(jié)合形成AlCl3。450℃時(shí)AlCl3的揮發(fā)為Al原子向外擴(kuò)散提供了動(dòng)力。繼續(xù)在該體系中添加Li2O/Li2S，利用高溫下官能團(tuán)的替代反應(yīng)就獲得了含–O/–S等多種官能團(tuán)的MXene。其中–O官能團(tuán)修飾的Ti3C2在1M H2SO4溶液中表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。