Модульная конструкция электрохимического реактора XAFS на месте для повышения экспериментальной гибкости, надежности данных и удобства работы в качестве ядра, через стандартизированные функциональные блоки для достижения многосценарийной адаптации и оптимизации производительности, принцип проектирования в основном отражен в следующих аспектах:
Разделение функциональных модулей и стандартизированный дизайн интерфейса
Реакционный бассейн разделен на оптические модули, электрохимические модули, модули управления жидкостью и модули управления окружающей средой, каждый модуль через стандартизированные интерфейсы (например, резьбы, пряжки) для быстрой сборки и замены. Например:
Оптические модули: со съемной пленкой Kapton или кварцевыми окнами, поддерживающими двойное переключение в режиме пропускания / флуоресценции, толщина окна и материал настраиваются в соответствии с диапазоном энергии рентгеновского излучения (например, 2,5 - 20 кВ) для уменьшения затухания сигнала.
Электрохимический модуль: Интегрированная трехэлектродная система (рабочий электрод, эталонный электрод, пара электродов), электродный интерфейс имеет стандартизированную конструкцию разъема, совместимую с различными материалами (например, углеродистая бумага, платиновая пластина) и размерами (например, 1.5×3cm²), поддерживает широкий диапазон регулировки потенциала ±5V, плотность тока 0,1 - 100mA / cm².
2. Дизайн мультиэкологической совместимости
Модульная конструкция поддерживает стабильную работу реакторного бассейна в условиях газовой фазы, жидкой фазы, высокой температуры и высокого давления:
Окружающая среда в газовой фазе: через герметичную полость и модуль импорта и экспорта газа, для достижения точного ввода реакционного газа, такого как CO2, Oneneneed (скорость потока 0,1 - 10mL / min), в сочетании с интерфейсом газовой хроматографии для мониторинга продуктов реакции в режиме реального времени.
Высокотемпературная и высоковольтная среда: использование материала PEEK или титанового сплава для построения полости давления (например, 30 МПа), интегрированного жидкого азотного охлаждения или электрического нагревательного модуля (температурный диапазон 4.2 - 973K), уменьшает помехи теплового излучения детектору с помощью теплоизоляционного слоя (например, 5 - мм кварцевого покрытия).
3. Дизайн оптимизации динамических сигналов
В ответ на уязвимость сигнальных номеров в эксперименте XAFS на месте модульная конструкция улучшает отношение сигнала к шуму с помощью следующих стратегий:
Регулирование толщины жидкой пленки: толщина жидкой пленки между рабочим электродом и световым окном может быть отрегулирована (0,1 - 5 мм), уравновешивая внутреннее сопротивление реакции с интенсивностью поглощения рентгеновских лучей, избегая маскировки растворителем (например, водой) сигнала низкого содержания элементов (например, Fe).
подавление рассеянного света: оптическое окно с углом падения рентгеновского луча рассчитано на 45°, что уменьшает вторичные флуоресцентные помехи, вызванные полостью из нержавеющей стали; Для снижения фонового шума используются кварцевые или Be - окна высокой чистоты (светопроницаемость > 90%).
Быстрое техническое обслуживание и расширенный дизайн
Модульная конструкция поддерживает завершение разборки и сборки одного человека в течение 10 минут, каждый компонент (например, электрод, уплотнительное кольцо) может быть заменен независимо, что снижает затраты на техническое обслуживание. В то же время зарезервированы стандартизированные интерфейсы (например, резьбовые отверстия M6, волоконно - оптические интерфейсы SMA) для поддержки взаимодействия с такими технологиями, как спектр Рамана, спектр электрохимического сопротивления (EIS) и т. Д., Чтобы расширить экспериментальные функции. Например, благодаря интеграции многоволновых светодиодных светодиодных модулей могут быть реализованы совместные исследования фотокатализа и электрокатализа.