原位拉曼光谱测试开放合作:面向能源,材料地质领域的动态过程表征

摘要

本研究级原位拉曼光谱平台具备宽谱(100-6000 cm⁻¹)、多相态(气、液、固)兼容及长工作距离(50-500 mm)的核心技术特征。面向学术界与产业界提供专业的技术服务与合作，旨在为关键化学与材料动态过程研究提供定制化的实时分子尺度洞察解决方案。

01、引言：动态过程表征的技术挑战与需求

在许多前沿科学与工业研发领域，如电化学储能、多相催化、地质封存、材料合成等，体系的功能与性能演变直接取决于其微观结构与化学状态在真实环境(高温、高压、反应气氛、电场等)下的动态响应。传统的离线表征技术只能提供反应起始与终结状态的“静态快照”，而反应路径、中间物种、界面演化等关键信息则存在于无法观测的“黑箱”之中。这一信息断层严重制约了机理的深入理解与性能的理性优化。

02、平台核心技术与表征能力

为应对上述挑战，本平台集成了先进的原位拉曼光谱技术，主要设计参数与能力如下：

宽光谱范围与高分辨：光谱范围覆盖100至6000 cm⁻¹，跨越从晶格/骨架低频振动到分子键(如C-H， O-H)高频伸缩振动的完整指纹区。此范围可有效鉴别如方解石、乙醇等多种无机与有机物质。

方解石(特征峰：~1085 cm⁻¹， ν1(CO₃²⁻)对称伸缩;~713 cm⁻¹， ν4(CO₃²⁻)面内弯曲)

乙醇(特征峰：~880， 1059， 1099， 1462， 2942 cm⁻¹等)等多种无机与有机物质。

非侵入式原位探测：采用长焦距物镜或光纤探头，实现50-500 mm的远程探测距离。该设计允许光谱探头置于安全区域，对处于高温高压反应釜、电化学电池、流动反应池、岩心夹持器等复杂原位装置内的样品进行非接触、无损的实时监测。

全物态兼容性：光路与探测系统经优化，可对气体、液体、固体及多相混合体系进行直接测试，特别适用于气-固催化、液-固反应、超临界流体(如scCO₂)等复杂界面过程研究。

03、典型应用案例

本平台已成功应用于多个研究方向，例如：

碳捕集与封存：实时监测超临界二氧化碳(scCO₂) 与储层矿物(如方解石)的相互作用过程。通过追踪方解石1085 cm⁻¹主峰的位移与强度变化，可直接获取碳酸化反应的动力学信息与矿物表面演化状态。

电化学界面研究：在模拟工作条件下，对电池电极/电解质界面进行长时间观测，识别固态电解质界面膜(SEI)的成分演变、枝晶生长初期的微弱信号，为电池失效机理分析与新型电解质开发提供关键数据。

催化反应机理研究：在流动反应条件下，捕捉多相催化反应中出现的瞬态中间物种的拉曼信号，结合理论计算，为揭示反应网络与活性中心作用机制提供实验依据。

04、合作邀约和测试流程

为建立深度、高效的技术合作，共同解决前沿科学与工程难题，本平台面向相关领域提供专业的原位拉曼光谱测试与咨询服务。

合作对象：诚挚邀请从事(但不限于)以下方向的研究人员与工程师参与：

能源化学与电化学储能

多相催化与化工过程

地质科学与CO₂地质利用

材料合成与相变机理

环境科学与污染物迁移转化

服务模式说明：我们提供基于项目制的专业技术服务。为确保资源的有效投入与高质量的成果交付，服务将根据测试方案的复杂性、机时及数据分析深度等因素进行评估并收取相应费用。

合作流程：

前期咨询：请提供样品基本物性、具体科学或工程问题及初步测试目标。

方案与报价共商：双方技术团队将进行深入沟通，共同论证并制定详细的原位测试技术方案(包括必要的样品池适配)，并基于方案提供明确的项目报价与周期。

项目执行与交付：协议确认后，平台将执行测试，并交付包含原始数据、预处理结果、专业光谱解析及针对性结论建议的完整项目报告。

闪光科技致力于构建一个专注于原位、动态、过程分析的高端技术合作纽带。我们相信，通过提供对微观化学过程的深度、实时“观测窗口”与专业分析，能够实质性助力合作者穿透表象、阐明机理，加速从基础认知到技术创新的转化。

我们期待与您携手，以专业的技术服务，共同揭示那些决定材料性能与反应效率的关键动态瞬间。