【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学分析领域，尤其涉及一种电化学原子力显微-红外光谱反应池及其应用。
技术介绍
1、不均匀性是电化学表界面的固有属性，实现对电化学表界面的微区分析，是从微观层面上揭示电化学反应过程的重要途径，对探明电化学反应机理具有重要意义。红外显微光谱是表征材料微区化学成分的有力工具，但受光学衍射极限的限制，常规红外显微光谱的空间分辨率只能达到微米尺度，极大地限制了其在电化学研究领域中的应用。
2、原子力显微-红外光谱是一种新型的将原子力显微镜和红外光谱联用的技术。其原理为：当红外激光照射到样品上时，特定波段的红外光会被样品吸收，导致样品吸收区域的快速局部加热膨胀，从而被原子力显微镜的探针检测，得到类似于常规红外光谱的微区吸收光谱数据。因此，原子力显微-红外光谱成像分辨率远远超出红外光的衍射极限，可达十纳米级。
3、由于原子力显微-红外光谱系统复杂且测试难度大，所以测试通常在非原位条件下进行，难以获得电化学反应过程中材料化学成分的分布及动力学演化信息。因此，如何提供一种适用于电化学环境的原子力显微-红外光谱反应池，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电化学原子力显微-红外光谱反应池及其应用，本专利技术提供的反应池可以解决现有原子力显微-红外光谱检测分析仅能在非原位条件下进行，难以获得电化学反应过程中材料化学成分的分布及动力学演化信息的问题。
2、本专利技术提供了一种电化学原子力显微-红外光谱反
3、允许红外光透过的反应池主体，所述反应池主体的上表面为平面；
4、工作电极，所述工作电极贴覆在所述反应池主体的上表面；
5、开设有贯穿孔的垫板，所述垫板盖于所述工作电极的上方，所述垫板的贯穿孔区域与下方的工作电极形成用于装载电解液的电解槽；
6、参比电极和对电极，所述参比电极和对电极固定于所述垫板的上方，并伸向所述电解槽。
7、优选的，所述反应池主体的材质为硒化锌、硅或氟化钙。
8、优选的，所述反应池主体的形状为三棱柱，所述反应池主体的上表面为三棱柱的一个侧面。
9、优选的，所述工作电极为单层石墨烯。
10、优选的，所述反应池还包括与所述工作电极相连的导线，所述导线的另一端用于与电化学工作站相连接。
11、优选的，所述垫板为硅胶板。
12、优选的，所述贯穿孔为圆孔，形成的所述电解槽为圆柱形电解槽。
13、优选的，所述参比电极和对电极沿所述圆柱形电解槽的轴线对称设置。
14、本专利技术还提供了一种在电化学原位条件下对材料进行原子力显微-红外光谱检测的设备，包括：
15、原子力显微-红外光谱仪，所述原子力显微-红外光谱仪设置有原子力显微镜和红外光发射器；
16、固定到所述原子力显微-红外光谱仪的工作台上的上述技术方案所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池。
17、本专利技术还提供了一种在电化学原位条件下对材料进行原子力显微-红外光谱检测的方法，包括以下过程：
18、将上述技术方案所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池固定到原子力显微-红外光谱仪的工作台上，所述原子力显微-红外光谱仪设置有原子力显微镜和红外光发射器；
19、向所述电解槽中加入待测样品和电解液，使所述原子力显微镜的探针针尖、工作电极、参比电极和对电极都浸在所述电解液中；
20、对所述电解槽进行通电，以调控所述待测样品在电解液中的电化学行为；
21、启动所述红外光发射器，使发射的红外光从所述反应池主体的底部穿入并在反应池主体的上表面发射全反射；
22、依靠所述电解槽内的待测样品对红外光倏逝波的吸收产生热膨胀，从而被所述原子力显微镜的探针检测，得到检测结果。
23、与现有技术相比，本专利技术提供了一种电化学原子力显微-红外光谱反应池及其应用。本专利技术提供的反应池包括：允许红外光透过的反应池主体，所述反应池主体的上表面为平面；工作电极，所述工作电极贴覆在所述反应池主体的上表面；开设有贯穿孔的垫板，所述垫板盖于所述工作电极的上方，所述垫板的贯穿孔区域与下方的工作电极形成用于装载电解液的电解槽；参比电极和对电极，所述参比电极和对电极固定于所述垫板的上方，并伸向所述电解槽。本专利技术提供的电化学原子力显微-红外光谱反应池可以突破现有原子力显微-红外光谱检测分析仅能在非原位条件下进行的局限，实现在电化学原位条件下对材料表面的微观形貌和微区成分进行检测分析，拓宽了原子力显微-红外光谱表征技术在电化学研究中的应用。
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1.一种电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述反应池主体的材质为硒化锌、硅或氟化钙。
3.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述反应池主体的形状为三棱柱，所述反应池主体的上表面为三棱柱的一个侧面。
4.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述工作电极为单层石墨烯。
5.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，还包括与所述工作电极相连的导线，所述导线的另一端用于与电化学工作站相连接。
6.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述垫板为硅胶板。
7.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述贯穿孔为圆孔，形成的所述电解槽为圆柱形电解槽。
8.根据权利要求7所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述参比电极和对电极沿所述圆柱形电解槽的轴线对称设置。
<...【技术特征摘要】
1.一种电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述反应池主体的材质为硒化锌、硅或氟化钙。
3.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述反应池主体的形状为三棱柱，所述反应池主体的上表面为三棱柱的一个侧面。
4.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，所述工作电极为单层石墨烯。
5.根据权利要求1所述的电化学原子力显微-红外光谱反应池，其特征在于，还包括与所述工作电极相连的导线，所述导线的另一端用于与电化学工...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛佳伟，汪小兰，王瀚，朱彦武，鲍骏，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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