多功能原位X射线光电子能谱仪主要用于薄膜、固体粉末等材料的表面化学组成、价态及成像等综合分析与表征。仪器由具备单色化XPS、平行成像XPS、紫外光电子谱UPS、ARXPS功能的三室结构主机和超高真空传递装置、高温高压催化反应室、空气/水份敏感样品转移仓及真空互联系统等组成。可以应用于各类功能薄膜机理研究、纳米材料、高分子材料、能源电池、催化反应机理、化学与化学工程、生物医药等领域。
仪器中文名：多功能原位X射线光电子能谱仪
仪器英文名：Multifunctional In-situ X-ray Photoelectron Spectrometer
仪器型号：Thermo ESCALAB QXi
存放房间号：物质科学交叉前沿研究中心515室
仪器管理员：
李秋花，email: qhli@ustc.edu.cn
姜志全，email: jzhiquan@ustc.edu.cn
刘建一，email：liujianyi@ustc.edu.cn
刘婉婷，email：wtliu@ustc.edu.cn
PART.1 主要参数：
1.分析室极限真空：5×10-10 mbar;
2.微聚焦单色化X射线源：Al Kα 150 W，束斑500 μm;
3.能量分辨率和灵敏度：Ag 3d5/2峰半高峰宽为0.6 eV时强度大于1600 kcps；
4.XPS平行成像：空间分辨率≤3 μm；
5.UPS: 灵敏度1000 kcps，能量分辨率100 meV@Ag费米边。
6.离子刻蚀：单离子模式刻蚀能量200eV
7.4keV连续可调，团簇模式刻蚀能量2 keV
8.8keV，团簇中离子数目——75~2000个，每个离子能量最低可达1eV。
PART.2 原位测试
1.原位高温高压催化反应装置：
a.反应池温度和压力：最高温度800℃，最大反应压力1MPa；
b.可使用气体：H2、CO、CO2、O2等无腐蚀性气体；
下图是用反应池H2还原CuO反应前后Cu 2p和CuLMM高分辨谱图。
H2还原CuO反应前后Cu 2p高分辨谱图
H2还原CuO反应前后Cu LMM高分辨谱图
2.原位光催化反应：
配备了氙灯光源，通过光纤导入能谱仪分析室。
3.惰性气氛样品转移仓：在手套箱中将样品装入转移仓，转移仓可以放入能谱仪的制备室，抽真空后通过机械手打开转移仓，确保样品从制备体系到能谱仪全程不暴露大气。
PART. 3 应用案例
1.利用XPS深度剖析技术，实现了对CEI （正极- 电解质界面）不同深度化学组成的表征。
Joule, 2025, 9, 5, 101885
2.用XPS表征光催化PFASs低温脱氟碳产物及原料的表征
Nature,2024,635,610-617
3.XPS表征高密度单原子催化剂Nei-Ir1/CoGaOOH中O1s价态结构
Angewandte Chemie, 2024, 136, 32