[發(fā)明專利]一種可用于軟X射線譜學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)原位氣相反應(yīng)池

有效

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111024732B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮雪飛;李鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽微宇儀器科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/02
• 分類號(hào): G01N23/02
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34184
• 代理人: 胡亞云

本發(fā)明提出了一種可用于軟X射線譜學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)原位氣相反應(yīng)池，包括反應(yīng)池主體、反應(yīng)池支撐件、外部連接件；反應(yīng)池主體設(shè)有用于放置樣品的樣品腔并設(shè)有與樣品腔連通的第一光通孔，樣品腔內(nèi)設(shè)有金屬隔板；反應(yīng)池支撐件包括支撐管，支撐管與反應(yīng)池主體連接；外部連接件包括連接頭、差抽管道、電子產(chǎn)額信號(hào)線和偏壓線，偏壓線一端依次穿過差抽管道、連接頭、支撐管、反應(yīng)池主體與金屬隔板連接。本發(fā)明采用金屬隔板加偏壓，使樣品和金屬隔板之間產(chǎn)生電場，將電離的氣體粒子拉離樣品表面，從而降低本底噪聲，使電子產(chǎn)額信號(hào)的收集成為可能；通過減小窗口和樣品之間的距離并調(diào)節(jié)氣體流速來達(dá)到合理的雷諾系數(shù)，從而保證在材料表面氣體更新速度較快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原位實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可用于軟X射線譜學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)原位氣相反應(yīng)池。

背景技術(shù)

在科學(xué)研究領(lǐng)域，原位實(shí)驗(yàn)是指模擬真實(shí)環(huán)境并在科學(xué)現(xiàn)象發(fā)生的同時(shí)跟蹤觀測實(shí)驗(yàn)對象結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等變化的一種實(shí)驗(yàn)方法。進(jìn)行原位實(shí)驗(yàn)的核心部件稱為原位反應(yīng)池，其主要作用是用于承載樣品和模擬反應(yīng)條件。

軟X射線譜學(xué)是研究材料電子結(jié)構(gòu)變化的有力工具，此處定義軟X射線能量范圍為100-2000eV，包含了探測輕元素的K-edge吸收邊和過渡金屬元素的L-edge吸收邊所需要的能量，這一能量范圍的X射線在物質(zhì)中穿透深度很淺，因此反應(yīng)池設(shè)計(jì)難度相對其他能量范圍較高。現(xiàn)有原位反應(yīng)池存在的問題主要有三點(diǎn)：一是通常原位反應(yīng)池的設(shè)計(jì)不考慮電子產(chǎn)額信號(hào)的收集，而一般收集的是光信號(hào)，這對于反應(yīng)池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求大大降低；但相比于光信號(hào)，電子信號(hào)更加表面靈敏，因此，電子信號(hào)的收集對于研究催化、傳感器等主要在氣體和材料界面發(fā)生反應(yīng)的體系至關(guān)重要，而傳統(tǒng)反應(yīng)池?zé)o法有效收集界面電子信號(hào)；二是一般反應(yīng)池的設(shè)計(jì)不考慮流導(dǎo)等因素對所研究體系的影響，但由于界面反應(yīng)的重要性，我們需要保持氣體在界面快速流動(dòng)，以使得生成物氣體迅速遠(yuǎn)離界面且發(fā)生物氣體快速靠近材料界面，因此傳統(tǒng)氣體通路的設(shè)計(jì)無法滿足此類體系的觀測需求，需要更合理的反應(yīng)池機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；三是現(xiàn)有原位反應(yīng)池通常采用聚酰亞胺膜、氧化鋁、氧化硅等材料作為觀測窗口，這種反應(yīng)池可以適用于以紅外、可見光以及硬X射線作為光源來進(jìn)行觀測的原位實(shí)驗(yàn)，但是由于軟X射線在這些材料中穿透深度較小，當(dāng)采用這些材料時(shí)無法有效獲取反應(yīng)池中物質(zhì)變化信息。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種可用于軟X射線譜學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)原位氣相反應(yīng)池。

本發(fā)明提出的一種可用于軟X射線譜學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)原位氣相反應(yīng)池，包括反應(yīng)池主體、反應(yīng)池支撐件、外部連接件；

反應(yīng)池主體設(shè)有用于放置樣品的樣品腔并設(shè)有與樣品腔連通的第一光通孔，樣品腔內(nèi)設(shè)有金屬隔板，金屬隔板上設(shè)有與第一光通孔連通的第二光通孔，金屬隔板內(nèi)側(cè)設(shè)有與第二光通孔相適配的通光窗口；

反應(yīng)池支撐件包括支撐管，支撐管與反應(yīng)池主體連接；

外部連接件包括連接頭、差抽管道、電子產(chǎn)額信號(hào)線和偏壓線，連接頭與支撐管遠(yuǎn)離反應(yīng)池主體一端連接，差抽管道與連接頭連接，差抽管道設(shè)有用于接真空泵的真空接口，電子產(chǎn)額信號(hào)線一端依次穿過連接頭、支撐管與反應(yīng)池連接；偏壓線一端依次穿過差抽管道、連接頭、支撐管、反應(yīng)池主體與金屬隔板連接。

優(yōu)選的，反應(yīng)池主體包括反應(yīng)池蓋、絕緣套筒、金屬隔板和反應(yīng)池基底，反應(yīng)池蓋設(shè)有安裝孔以及與安裝孔連通的第一光通孔，絕緣套筒、金屬隔板均設(shè)置在安裝孔內(nèi)且金屬隔板位于絕緣套筒靠近光通孔一側(cè)，絕緣套筒設(shè)有樣品腔，樣品腔內(nèi)設(shè)有用于放置樣品的樣品托；反應(yīng)池基底與反應(yīng)池蓋連接用于對樣品腔進(jìn)行密封。

優(yōu)選的，反應(yīng)池蓋、絕緣套筒采用聚醚醚酮材料制作而成。

優(yōu)選的，反應(yīng)池基底靠近絕緣套筒一側(cè)設(shè)有伸入樣品腔內(nèi)并用于承載樣品托的第一臺(tái)柱；優(yōu)選的，反應(yīng)池基底與反應(yīng)池蓋的連接面上設(shè)有第一密封圈。