石墨烯微反应器实现XPS与TEM同温度同压力“无缝链接”

在催化反应研究中，传统使用AP-XPS和in situ TEM两种表征技术时，因设备间压力、窗口材料等条件差异，无法在同温度同压力下进行，导致数据难以对齐。本研究团队研发了基于多层单晶石墨烯的微反应器，其厚度仅约1.5 nm，对电子束和X射线高度透明，且能承受1.2 bar压力，实现了气密密封。该反应器集成加热电极、热电偶及PID温控系统，精度达±0.1°C，并配合微流控和在线质谱实现闭环控制。研究通过镍纳米颗粒的氧化还原实验验证了其性能：在氧化和还原过程中，XPS精准追踪了Ni 2p化学态变化，TEM同步捕捉了表面晶格重构与氧化层形成/剥落，两者定量分析结果高度一致。此项工作消除了系统条件误差，为高性能催化剂理性设计提供了可靠支撑。