首发Photon Science | 基于拉瓦尔喷嘴实现实验室1bar常压XPS表征

背景：在表面科学与催化领域，X射线光电子能谱（XPS）是探测表面化学状态的重要工具，但传统XPS通常在超高真空下工作，与实际工业催化反应的常压环境存在巨大“压力鸿沟”，难以捕捉催化剂在真实工况下的本征态。研究目的：为了在实验室利用常规软X射线源实现1 bar常压XPS表征，上海科技大学刘志教授团队通过引入拉瓦尔喷嘴技术，构建超音速气流场，旨在突破技术壁垒，直接开展真实工况下的多相催化原位研究。结论：该研究成功将实验室AP-XPS的工作压力上限推至1 bar以上，利用拉瓦尔喷嘴产生微米级超音速高压气层，巧妙平衡了光电子信号传输与真空系统负载的矛盾，为弥合压力鸿沟提供了有效解决方案。尽管在处理低蒸气压物质时存在局限性，但该技术为气-固相互作用领域（如多相催化、固体氧化物电化学电池等）提供了宝贵的原位观测窗口，并具有良好的兼容性，可移植到同步辐射实验线站，推动表面科学研究的技术革新。