在電化學儲能、多相催化、地質封存等前沿領域,微觀結構與化學狀態的動態變化直接影響體系功能與性能的演變。然而,傳統離線表征技術僅能捕捉反應起點與終點的靜態信息,反應路徑、中間物種生成、界面演化等關鍵過程長期處于“不可見”狀態。這種技術瓶頸嚴重制約了機理研究的深度與性能優化的效率。針對這一難題,一款具備寬譜覆蓋、多相態兼容及長距離探測能力的原位拉曼光譜平臺應運而生,為動態過程研究提供了分子尺度的實時觀測工具。
該平臺以原位拉曼光譜技術為核心,通過三大技術突破實現動態過程的精準捕捉。其光譜范圍覆蓋100至6000 cm?1,既能檢測晶格振動的低頻信號(如方解石1085 cm?1的碳酸根對稱伸縮峰),也可識別分子鍵振動的高頻特征(如乙醇2942 cm?1的C-H伸縮峰),形成完整的物質指紋圖譜。在探測方式上,平臺采用長焦距物鏡與光纖探頭組合設計,實現50-500毫米的遠程探測距離,使光譜探頭可安全置于高溫高壓反應釜、電化學電池等極端環境外部,對內部樣品進行非接觸式監測。針對復雜體系研究需求,光路系統經過特殊優化,可同時兼容氣體、液體、固體及多相混合樣品的測試,特別適用于氣-固催化、液-固反應等界面過程研究。
在碳捕集與封存領域,該平臺已成功應用于超臨界二氧化碳與儲層礦物的相互作用研究。通過實時追蹤方解石特征峰的位移與強度變化,研究人員直接獲取了碳酸化反應的動力學參數與礦物表面結構演變信息。在電化學界面研究中,平臺對電池電極/電解質界面進行長達數百小時的連續觀測,成功捕捉到固態電解質界面膜(SEI)的成分變化與枝晶生長初期的微弱信號,為電池失效機理分析與新型電解質開發提供了關鍵數據支撐。催化反應機理研究方面,平臺在流動反應條件下捕捉到多相催化反應中的瞬態中間物種信號,結合理論計算揭示了反應網絡與活性中心的作用機制。
目前,該平臺面向能源化學、電化學儲能、多相催化、地質科學、材料合成、環境科學等領域開放技術合作。合作模式采用項目制技術服務,根據測試方案復雜度、機時需求及數據分析深度等因素評估收費。合作流程分為三個階段:前期咨詢階段需提供樣品物性、科學問題及測試目標;方案制定階段由雙方技術團隊共同論證技術路線與樣品池適配方案,并確定項目報價與周期;項目執行階段交付包含原始數據、預處理結果、光譜解析及結論建議的完整報告。通過構建原位動態分析技術紐帶,該平臺致力于為合作方提供穿透表象的微觀化學過程觀測能力,加速基礎認知向技術創新的轉化進程。





