Quang phổ hấp thụ tia X QuantumLeap-H2000

Đặc điểm chính:

  • QuantumLeap-H2000 là hệ thống quang phổ hấp thụ tia X (XAS) đầu tiên với cả hai chế độ truyền qua và huỳnh quang.
  • Hệ thống có năng lượng rộng từ 4,5 đến 25 keV và là XAS duy nhất trong phòng thí nghiệm có XANES hiệu suất giống synchrotron.
  • Độ phân giải năng lượng 0,5 eV (một số trường hợp đã nhìn thấy các khoảng cách nhỏ tới 0,2 eV ở các cạnh) và EXAFS trong vòng vài giây 
  • Chế độ huỳnh quang XAS trong phòng thí nghiệm đầu tiên, cho phép phân tích XAS các mẫu có nồng độ thấp
  • Dải năng lượng từ 4,5 keV đến 25 keV bao gồm các kim loại chuyển tiếp như titan và bạch kim… đến actinide
  • Thiết kế và phương pháp được cấp bằng sáng chế, phương pháp thu nhận thông lượng cao được bảo vệ bởi bằng sáng chế Hoa Kỳ 11/215,572, 10/428,651 và 10/416,099

Hiệu suất giống như synchrotron trong hệ thống XAS trong phòng thí nghiệm
Quang phổ hấp thụ tia X (XAS) tạo ra nhiều bài báo nhất trong bất kỳ phương pháp synchrotron nào. Do tính phổ biến của kỹ thuật này, thời gian phát tia XAS có thể khó đạt được. Sigray đã phát triển các sản phẩm QuantumLeap để giúp dễ dàng tiếp cận hiệu suất XAS giống như một synchrotron trong phòng thí nghiệm , giúp bạn có thể hoàn thành nghiên cứu nếu không thì không thể thực hiện được, kể cả những nghiên cứu liên quan đến nhiều mẫu hoặc những thí nghiệm tại chỗ phức tạp.

Phân tích MnO2 và lá Mn tham khảo. Độ dài liên kết của MnO2 được Athena ước tính là: Mn-O: 1,9 Å và Mn-Mn: 2,7 Å. Độ dài liên kết Mn-Mn tham chiếu trong Mn nguyên chất được xác định là 2,6 Å.

Chế độ huỳnh quang XAS cho các mẫu có nồng độ thấp
Quang phổ hấp thụ tia X (XAS) được đo bằng lượng tia X được mẫu hấp thụ gần năng lượng biên hấp thụ của nguyên tố quan tâm. Ở năng lượng cộng hưởng này, sự khác biệt nhỏ trong sự hấp thụ tia X là do sự khác biệt trong cấu trúc điện tử (ví dụ: trạng thái oxy hóa và độ dài liên kết). Cách trực tiếp nhất để đo XAS là ở chế độ truyền qua, trong đó số lượng tia X truyền qua mẫu được sử dụng để xác định mức độ hấp thụ của mẫu đối với năng lượng tia X. Một phương pháp gián tiếp là đo chế độ huỳnh quang. Do sự hấp thụ tia X, các electron của nguyên tử quan tâm bị kích thích và các photon huỳnh quang được tạo ra. Tổng cường độ của các photon huỳnh quang được xác định bởi số lượng tia X ban đầu được hấp thụ.

Cả hai chế độ truyền qua và huỳnh quang của XAS đều tạo ra các đồ thị quang phổ giống nhau. Sự khác biệt là chế độ huỳnh quang vượt trội đối với các mẫu có nồng độ thấp (<3-5%) trong khi chế độ truyền qua vượt trội đối với các mẫu số lượng lớn. QuantumLeap-H2000 có thể cung cấp kết quả về nồng độ thấp từ 0,1 đến 0,5% trọng lượng. Ngoài ra, chế độ huỳnh quang XAS là bắt buộc đối với các mẫu dày hoặc được gắn vào đế dày.

Dữ liệu huỳnh quang có thể được tham khảo trong thư viện kết quả XAS của hãng, bao gồm 2-5wt% Mn và Co trong các mẫu pin NMC và 0,5wt% Pd, Pt và W trong chất xúc tác.


Chế độ truyền XAS (trái) đo có bao nhiêu tia X được truyền qua mẫu, chế độ huỳnh quang XAS (phải) đo số lượng photon huỳnh quang phát ra từ mẫu. Cả hai phương pháp đều có thể được sử dụng để xác định mức độ hấp thụ của mẫu. Chế độ huỳnh quang XAS tốt hơn cho các mẫu dày hơn và các mẫu có nồng độ thấp hơn, trong khi chế độ truyền XAS tốt hơn cho các mẫu có nồng độ cao hơn. QuantumLeap-H2000 cung cấp quyền truy cập vào cả hai chế độ.

Huỳnh quang XAS 0,5% trọng lượng Pt trong chất xúc tác Pt/Sn trên chất mang Al2O3.  Pt L3 được phân tích với tinh thể Johansson cong hình trụ Si(440).

Dải năng lượng từ 4,5 đến 25 keV
QuantumLeap là hệ thống phòng thí nghiệm duy nhất có khả năng hoạt động ở các góc Bragg thấp , cho phép thu được một EXAFS hoàn chỉnh từ một tinh thể đơn lẻ mà không yêu cầu ghép nhiều bộ dữ liệu lại với nhau. Để so sánh, các hệ thống hoạt động với góc Bragg cao (ví dụ: 55 độ đến gần tán xạ ngược ở 85 độ) yêu cầu nhiều máy phân tích tinh thể để duy trì độ phân giải phù hợp. Hoạt động ở góc Bragg cao 85 độ có thể cung cấp độ phân giải năng lượng cao, nhưng đi kèm với những hạn chế lớn về khả năng sử dụng. Chẳng hạn, một vòng quay tinh thể 1 độ sẽ chỉ bao gồm 7 eV ở 4,5 keV và 39 eV ở 25 keV. Chỉ có thể sử dụng cùng loại tinh thể cho toàn bộ phạm vi EXAFS nếu độ phân giải năng lượng bị suy giảm nghiêm trọng. Mặt khác, độ phân giải năng lượng đầy đủ yêu cầu một số lượng rất lớn máy phân tích tinh thể để bao phủ băng thông 1000 đến 2000 eV của EXAFS. Việc sử dụng nhiều tinh thể là bất lợi vì nó không cho phép trao đổi tinh thể đơn giản bằng rô-bốt (thay vào đó, việc thay đổi tinh thể thủ công là bắt buộc, điều này làm chậm nghiêm trọng thời gian thu nhận) và bởi vì mỗi lần thu nhận phải được căn chỉnh.


QuantumLeap-H2000 sử dụng nguồn tia X tiêu cự thẳng hàng duy nhất và thu được XAS ở các góc Bragg thấp, được kích hoạt bằng cách sử dụng tinh thể tia X Johansson

K-edge của lá Zirconium tại K-edge hấp thụ của nó ~18 keV. QuantumLeap H2000 có khả năng duy nhất K cạnh của các phần tử Z cao (lên đến 25 keV).

 

Chất xúc tác
Chất xúc tác, được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng hóa học, ước tính được sử dụng trong 90% tất cả các sản phẩm hóa chất được sản xuất thương mại và chiếm hơn 30 tỷ USD trên thị trường toàn cầu. Chúng được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng, trải dài từ polyme, khoa học thực phẩm, dầu mỏ, chế biến năng lượng và hóa chất tốt. XAS dựa trên synchrotron đã trở thành phương pháp được lựa chọn để phát triển các chất xúc tác mới và liên kết các họa tiết cấu trúc với các đặc tính xúc tác. 

Một số khía cạnh thách thức nhất của việc thu được phổ XAS của chất xúc tác là chúng yêu cầu độ phân giải năng lượng cao để giải quyết các đỉnh quan tâm trước (xem ví dụ về Rutile ở bên phải) và thường được điều chế ở nồng độ thấp (<1wt%), đặc biệt khi kim loại là quý giá. Nồng độ thấp không thể được phân tích bằng cách sử dụng chế độ XAS truyền qua thông thường mà bắt buộc phải dùng XAS huỳnh quang. QuantumLeap-H2000 là hệ thống XAS thương mại duy nhất có khả năng thu được hình học huỳnh quang XANES và EXAFS ở SNR cao và thông lượng phù hợp. Một ví dụ về quang phổ từ các mẫu phủ Pd 0,5% đến 2% trọng lượng được hiển thị ở bên phải.

Tài liệu về khả năng XAS hình học huỳnh quang của QuantumLeap-H2000 được tìm thấy tại đây.

Phân tích hóa học trong mẫu chất xúc tác Co-Cu và phép đo lá Co tham chiếu. Lưu ý các tính năng có độ phân giải cao như các biên trước có thể được nhìn thấy rõ ràng.

Độ phân giải năng lượng cao của QuantumLeap được sử dụng để phân giải ba đỉnh biên trước của các mẫu Rutile.

Pin và Pin nhiên liệu
Có một số lượng rất lớn các loại điện cực tiềm năng cho Li+ đang được khám phá trong pin lithium ion (LIB), bao gồm các thành phần vật liệu khác nhau và các cấu trúc khác nhau (cực nhỏ đến kích thước nano). XAS thường được sử dụng để mô tả thông tin cấu trúc và điện tử của các điện cực nhằm hiểu rõ các cơ chế điện hóa chi phối tính chất hóa học của một loại pin nhất định. QuantumLeap của Sigray không chỉ cho phép xác định hóa chất xúc tác điện từ ex-situ mà còn được thiết kế với các vách ngăn và đường cấp liệu cho các tế bào in-situ để nghiên cứu các thay đổi trong quá trình vận hành.


Trạng thái oxy hóa của Mn trong pin NMC, so với tiêu chuẩn của Mn và MnO2.

XAS năng lượng cao (ví dụ: Lathanides)
Hóa học của các nguyên tố có số nguyên tử cao như lathanide rất quan trọng đối với nghiên cứu nhiên liệu hạt nhân và nghiên cứu chất xúc tác (ví dụ: Pt và Pd). Một trong những lợi thế mạnh mẽ của QuantumLeap-H2000 là nó có thể thực hiện quang phổ năng lượng cao lên đến 25 keV, như thể hiện trong hình bên phải và được mô tả trong ghi chú ứng dụng.


K-edge của lá Zirconium tại K-edge hấp thụ của nó ~18 keV. QuantumLeap H2000 có khả năng duy nhất cho kết quả K-edge của các phần tử Z cao (lên đến 25 keV).

 

 Tham sốThông số
Tổng thểNăng lượng4,5 đến 25 keV
Chế độ XASChế độ truyền qua
Chế độ huỳnh quang
Độ phân giải năng lượng0,7 eV trong XANES
5-10 eV trong EXAFS
(Lưu ý rằng bạn cũng có thể sử dụng chế độ XANES để có được EXAFS độ phân giải cao)
Khí mangHeli
Hội tụ mẫuTiêu cự : 30-100 μm theo một hướng; ~300 um - 3 mm theo hướng khác
NguồnLoạiSigray được cấp bằng sáng chế nguồn microfocus siêu sáng
ĐíchTiêu chuẩn Mo với các mục tiêu hiệu chuẩn (W, Cr, Fe).
Những người khác có sẵn theo yêu cầu.
Nguồn | Vôn300W | 20-50kVp
tinh thể tia XLoạiLên đến 5 tinh thể
Cấu hình cơ sở đi kèm với 3 tinh thể Johansson cong hình trụ. Các tinh thể bổ sung cho năng lượng cao hoặc để tối ưu hóa EXAFS luôn có sẵn dưới dạng tùy chọn.
Máy dò tia XLoạiPhân giải không gian (máy dò điểm ảnh) để truyền XAS
Máy dò trôi silicon (SDD) cho XAS huỳnh quang
Tốc độ đếm10^8 tia X/giây cho máy dò đếm photon
500k cps cho SDD
kích thướcKích thước và trọng lượng62" R x 78,5" H x 66" D
4226 lb
  • Chia sẻ qua viber bài: Quang phổ hấp thụ tia X QuantumLeap-H2000
  • Chia sẻ qua reddit bài:Quang phổ hấp thụ tia X QuantumLeap-H2000

sản phẩm

Loading...

Sản phẩm liên quan

Nền tảng điện toán lượng tử trên đám mây IQM Resonance

Nền tảng điện toán lượng tử trên đám mây IQM Resonance  Hãng cung cấp: IQM - Phần Lan IQM Resonance là nền tảng điện toán lượng tử trên đám mây được quản lý hoàn toàn, cung cấp truy cập tức thì đến các QPU (Quantum Processing Unit) tiên tiến, lý tưởng cho doanh nghiệp, viện nghiên cứu và môi trường học thuật
Xem thêm

Máy tính lượng tử siêu dẫn 20, 54 và 150 qubit

Máy tính lượng tử siêu dẫn 20, 54 và 150 qubit Model: IQM Radiance Nhà sản xuất: IQM Quantum Computers - Phần Lan Xuất xứ: Phần Lan IQM Radiance là nền tảng máy tính lượng tử siêu dẫn tiên tiến, được thiết kế cho các trung tâm tính toán hiệu năng cao (HPC), trung tâm dữ liệu, cơ quan chính phủ và các doanh nghiệp muốn khai thác lợi thế lượng tử (quantum advantage). Với các qubit chất lượng cao và tích hợp hybrid, Radiance là giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng thực tiễn trong machine learning, an ninh mạng, tối ưu hóa năng lượng, và nghiên cứu hóa học.
Xem thêm