El diseño modular del reactor xafs in situ electroquímico se centra en mejorar la flexibilidad experimental, la fiabilidad de los datos y la conveniencia de la operación, y realiza la adaptación multiescenario y la optimización del rendimiento a través de unidades funcionales estandarizadas. su principio de diseño se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
1. diseño de interfaz de División y estandarización de módulos funcionales
La piscina de reacción se divide en módulos ópticos, electroquímicos, de control de fluidos y de control ambiental, cada uno de los cuales se ensambla y reemplaza rápidamente a través de interfaces estandarizadas (como hilos y hebillas). Por ejemplo:
Módulo óptico: con película kapton desmontable o ventana de cuarzo, admite el cambio de modo dual de transmisión / fluorescencia, y el grosor y el material de la ventana se personalizan de acuerdo con el rango de energía de rayos X (por ejemplo, 2,5 - 20kev) para reducir la atenuación de la señal.
Módulo electroquímico: Sistema Integrado de tres electrodos (electrodos de trabajo, electrodos de referencia, electrodos opuestos), la interfaz del electrodo adopta un diseño de enchufe estandarizado, compatible con diferentes materiales (como papel de carbono, láminas de platino) y tamaños (como 1,5 × 3 cm cuadrados), soporta un rango potencial de ± 5v, densidad de corriente de 0,1 - 100 MA / CM cuadrado de regulación de dominio amplio.
2. diseño de compatibilidad multiambiental
El diseño modular apoya el funcionamiento estable del reactor en condiciones de fase gaseosa, fase líquida, alta temperatura y alta presión:
Entorno de fase de gas: a través de la cavidad sellada y el módulo de importación y exportación de gas, se realiza la entrada precisa de gas de reacción como co¿ o¿ como (velocidad de flujo de 0,1 - 10 ml / min) y se coopera con la interfaz de cromatografía de gases para monitorear los productos de reacción en tiempo real.
Ambiente de alta temperatura y alta presión: construir una cavidad resistente a la presión (como 30 mpa) con material Peek o aleación de titanio, integrar un módulo de enfriamiento de nitrógeno líquido o calefacción eléctrica (rango de temperatura de 4,2 - 973k), y reducir la interferencia de la radiación térmica en el detector a través de una capa térmica (como un revestimiento de cuarzo de 5 mm).
3. diseño de optimización de señales dinámicas
En respuesta a la vulnerabilidad del número CITIC al experimento xafs in situ, el diseño modular mejora la relación señal - ruido a través de las siguientes estrategias:
Regulación del espesor de la película líquida: el espesor de la película líquida entre el electrodo de trabajo y la ventana óptica es ajustable (0,1 - 5 mm), equilibrando la resistencia interna de la reacción y la intensidad de absorción de rayos x, evitando el encubrimiento de la señal de elementos de bajo contenido (como fe) por disolventes (como el agua).
Supresión de la luz dispersa: la ventana óptica y el ángulo de incidencia de los rayos X están diseñados para 45 °, lo que reduce la interferencia de fluorescencia secundaria estimulada por la cavidad de acero inoxidable; Reducir el ruido de fondo con cuarzo de alta pureza o ventanas be (transmisión de luz superior al 90%).
4. Mantenimiento rápido y diseño escalable
La estructura modular admite que una sola persona complete el desmontaje y montaje en 10 minutos, y cada componente (como electrodos y anillos de sellado) se puede reemplazar de forma independiente, lo que reduce los costos de mantenimiento. Al mismo tiempo, se reservan interfaces estandarizadas (como agujeros roscados m6, interfaces de fibra óptica sma), se admite la combinación con espectros raman, espectros de resistencia electroquímica (ei) y otras tecnologías, y se amplían las funciones experimentales. Por ejemplo, a través de la integración de módulos de lámparas LED de múltiples longitudes de onda, se puede realizar un estudio colaborativo de Fotocatálisis y electrocatalisis.