【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及原位表征，特别是涉及一种基于x射线原位表征电解池装置。
技术介绍
1、目前，电催化、水系储能电池、甲醇燃料电池等新能源催化储能体系，都需要用到水系或者溶液类电解液。开发电极材料需要解析电极材料的微观结构，常用xrd、xafs等x射线表征手段。
2、如申请公布号为cn115684226a、申请公布日为2023.02.03的中国专利技术专利申请公开了一种x射线掠入射衍射的原位检测系统及检测方法，具体包括粉末x射线衍射仪、原位检测装置和电化学工作站；粉末x射线衍射仪具有平行光路，用于提供发散度和光斑面积可调节的平行光；原位检测装置包括弧形密封罩、上盖、中体、下盖和定位片，定位片与样品架连接；弧形密封罩与上盖为一体式结构，上盖具有凹陷口，凹陷口开口处为测试窗口；中体的顶部为台阶型结构，具有镂空的中间区域和多个环形密封槽，以及位于环形密封槽内的密封圈；上盖与中体密封连接，中体与下盖密封连接。
3、现有x射线掠入射衍射的原位检测系统的上盖的凹陷区域和中体的镂空的中间区域形成了空腔结构，其中待测电极片的集流极材料是多孔金属材料，有利于电解液浸润和离子的传输。但是，现有原位检测系统不能形成充满水系电解液的腔体，无法通过水窗来实现透射式xafs和xrd的原位电解池的目的，难以根据测试需要来灵活地调节水窗的厚度。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于x射线原位表征电解池装置，以解决不能形成充满水系电解液的腔体，无法通过水窗来实现透射
2、本专利技术的基于x射线原位表征电解池装置的技术方案为：
3、基于x射线原位表征电解池装置包括壳体结构、第一压环、第二压环、第一旋盖、第二旋盖和两个kapton膜，所述壳体结构的中部设置有通孔，所述第一压环固定安装于所述壳体结构的一侧，所述第二压环固定安装于所述壳体结构的另一侧；
4、一个所述kapton膜设置在所述壳体结构与所述第一压环之间，另一个所述kapton膜设置在所述壳体结构与所述第二压环之间，两个所述kapton膜位于所述通孔的端部，以在所述通孔的内部形成溶液腔；
5、所述第一压环的中部、所述第二压环的中部均开设有螺纹孔，两个所述螺纹孔分别与所述通孔对应布置，所述第一旋盖螺纹连接于所述第一压环的螺纹孔中，所述第二旋盖螺纹连接于所述第二压环的螺纹孔中；
6、所述第一旋盖的中部、所述第二旋盖的中部分别设置有透射孔，两个所述透射孔均沿所述通孔的孔轴线布置，所述第一旋盖、所述第二旋盖分别与对应的所述kapton膜顶压配合，以调节两个所述kapton膜之间的膜间距。
7、进一步的，所述壳体结构包括内壳体、第一保护板和第二保护板，所述第一保护板和所述第二保护板包裹安装于所述内壳体的外侧；
8、所述第一保护板的中部、所述第二保护板的中部均设置有开孔，所述第一压环固定于所述第一保护板的开孔中，所述第二压环固定于所述第二保护板的开孔中。
9、进一步的，所述内壳体为空心壳体，所述内壳体中设置有壳体内腔，所述内壳体的一侧安装有进液螺栓，所述内壳体的另一侧安装有出液螺栓，所述进液螺栓、所述出液螺栓分别与所述壳体内腔相连通。
10、进一步的，所述内壳体的两侧均设置有密封圈，所述第一压环与一个所述密封圈挤压配合，所述第二压环与另一个所述密封圈挤压配合，两个所述密封圈分别与对应的所述kapton膜密封配合。
11、进一步的，所述第一压环和所述第二压环的结构相同，所述第一压环的外侧设有台阶型外周缘，所述台阶型外周缘与所述内壳体的内沿凹凸配合。
12、进一步的，所述第一旋盖和所述第二旋盖的结构相同，所述第一旋盖为锥环形盖体，所述第一旋盖的大口端设置有外螺纹，所述第一旋盖的小口端设置有内挡沿，所述内挡沿与所述kapton膜顶压配合。
13、进一步的，两个所述kapton膜之间的膜间距为100μm至10mm之间的任意大小。
14、进一步的，所述内壳体的上侧开设有电极插孔，所述电极插孔与所述溶液腔相连通，所述电极插孔的长度方向与所述通孔的孔轴线相垂直。
15、进一步的，所述电极插孔设有三个，其分别为间隔布置的第一电极插孔、第二电极插孔和第三电极插孔，所述第一电极插孔中安装有参比电极，所述第二电极插孔中安装有工作电极，所述第三电极插孔中安装有对电极。
16、进一步的，所述第二电极插孔位于所述内壳体的上侧中部，所述工作电极插装于所述溶液腔中，所述第一电极插孔和所述第三电极插孔对称分布于所述第二电极插孔的两侧，所述参比电极和所述对电极分别插装于所述壳体内腔中。
17、本专利技术的基于x射线原位表征电解池装置，与现有技术相比，其有益效果：该基于x射线原位表征电解池装置采用了壳体结构、第一压环、第二压环、第一旋盖、第二旋盖和两个kapton膜的设计形式，第一压环固定于壳体结构的一侧，第二压环固定于壳体结构的另一侧。一个kapton膜设置在壳体结构与第一压环之间，另一个kapton膜设置在壳体结构与第二压环之间，利用第一压环将一个kapton膜的边缘压紧于壳体结构的一侧，利用第二压环将另一个kapton膜的边缘压紧于壳体结构的另一侧，两个kapton膜在通孔的两端封闭形成了溶液腔，可将水系电解液充入该溶液腔中类似于水窗，在原位xafs测试和原位xrd测试中供x射线顺利地透射经过溶液腔。
18、其中，第一旋盖螺纹安装于第一压环的螺纹孔中，第二旋盖螺纹安装于第二压环的螺纹孔中，第一旋盖的透射孔、第二旋盖的透射孔均沿壳体结构的通孔的孔轴线布置，从而形成了由第一旋盖的透射孔、壳体结构的通孔至第二旋盖的透射孔依次连通的透射通道，可使用透射模式xafs、xrd对电极材料进行原位表征。
19、另外，第一旋盖、第二旋盖分别与对应的kapton膜顶压配合，通过对第一旋盖和第二旋盖进行旋转操作，能够灵活地改变两个旋盖之间的轴向距离，进而调整两个kapton膜之间的膜间距，以及x射线透过的水窗厚度的目的，从而能够调节溶液对x射线的吸收量。在此基础上，不仅能进行透射式xafs、透射式xrd、saxs的信号收集，而且，还能实现原位透射xrd和原位荧光xafs、原位透射xrd和原位透射xafs、原位透射xafs和原位荧光xafs的技术联用。
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1.一种基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，包括壳体结构、第一压环、第二压环、第一旋盖、第二旋盖和两个Kapton膜，所述壳体结构的中部设置有通孔，所述第一压环固定安装于所述壳体结构的一侧，所述第二压环固定安装于所述壳体结构的另一侧；
2.根据权利要求1所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述壳体结构包括内壳体、第一保护板和第二保护板，所述第一保护板和所述第二保护板包裹安装于所述内壳体的外侧；
3.根据权利要求2所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述内壳体为空心壳体，所述内壳体中设置有壳体内腔，所述内壳体的一侧安装有进液螺栓，所述内壳体的另一侧安装有出液螺栓，所述进液螺栓、所述出液螺栓分别与所述壳体内腔相连通。
4.根据权利要求2所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述内壳体的两侧均设置有密封圈，所述第一压环与一个所述密封圈挤压配合，所述第二压环与另一个所述密封圈挤压配合，两个所述密封圈分别与对应的所述Kapton膜密封配合。
5.根据权利要求2所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述第
6.根据权利要求1所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述第一旋盖和所述第二旋盖的结构相同，所述第一旋盖为锥环形盖体，所述第一旋盖的大口端设置有外螺纹，所述第一旋盖的小口端设置有内挡沿，所述内挡沿与所述Kapton膜顶压配合。
7.根据权利要求1所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，两个所述Kapton膜之间的膜间距为100μm至10mm之间的任意大小。
8.根据权利要求3所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述内壳体的上侧开设有电极插孔，所述电极插孔与所述溶液腔相连通，所述电极插孔的长度方向与所述通孔的孔轴线相垂直。
9.根据权利要求8所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述电极插孔设有三个，其分别为间隔布置的第一电极插孔、第二电极插孔和第三电极插孔，所述第一电极插孔中安装有参比电极，所述第二电极插孔中安装有工作电极，所述第三电极插孔中安装有对电极。
10.根据权利要求9所述的基于X射线原位表征电解池装置，其特征是，所述第二电极插孔位于所述内壳体的上侧中部，所述工作电极插装于所述溶液腔中，所述第一电极插孔和所述第三电极插孔对称分布于所述第二电极插孔的两侧，所述参比电极和所述对电极分别插装于所述壳体内腔中。
...【技术特征摘要】
1.一种基于x射线原位表征电解池装置，其特征是，包括壳体结构、第一压环、第二压环、第一旋盖、第二旋盖和两个kapton膜，所述壳体结构的中部设置有通孔，所述第一压环固定安装于所述壳体结构的一侧，所述第二压环固定安装于所述壳体结构的另一侧；
2.根据权利要求1所述的基于x射线原位表征电解池装置，其特征是，所述壳体结构包括内壳体、第一保护板和第二保护板，所述第一保护板和所述第二保护板包裹安装于所述内壳体的外侧；
3.根据权利要求2所述的基于x射线原位表征电解池装置，其特征是，所述内壳体为空心壳体，所述内壳体中设置有壳体内腔，所述内壳体的一侧安装有进液螺栓，所述内壳体的另一侧安装有出液螺栓，所述进液螺栓、所述出液螺栓分别与所述壳体内腔相连通。
4.根据权利要求2所述的基于x射线原位表征电解池装置，其特征是，所述内壳体的两侧均设置有密封圈，所述第一压环与一个所述密封圈挤压配合，所述第二压环与另一个所述密封圈挤压配合，两个所述密封圈分别与对应的所述kapton膜密封配合。
5.根据权利要求2所述的基于x射线原位表征电解池装置，其特征是，所述第一压环和所述第二压环的结构相同，所述第一压环的外侧设有台阶型外周缘，所述台阶型外周缘与所述内壳体的内沿凹凸配合。
...【专利技术属性】
技术研发人员：杨纯臻，李振中，陈嘉俊，曾辉炎，洪恩纳，王超，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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