IZVODApsorpciona spektroskopija sa X-zracima (X-ray absorption Spectroscopy, XAS)
UVODRelativno mali broj tehnika može da proučava uzorak katalizatora in situ, na primer za vreme promene elektrohemijskog potencijala. Vakuumske tehnike kao fotoelektronska spektroskopija (XPS), Ožeova (Auger) elektronska spektroskopija (AES) i difrakcija elektrona niske energije (LEED), bez obzira što su osetljive samo na površinu, ne mogu se koristiti u elektrohemiji jer voda isparava u vakuumu, te stoga mogu samo da pruže informacije o početnom i krajnjem stanju površine katalizatora, odnosno pre i posle reakcije. Reflekciono-apsorpciona spektroskopija infracrvenih zraka (IRRAS) i diferencijalna elektrohemijska masena spektroskopija (DEMS) omogućavaju praćenje čestica apsorbovanih na faznoj granici između površine i rastvora, ali ne i promenu strukture katalizatora. Na suprot ovim, absorpcija x-zraka je idealna tehnika jer su x-zraci prodorni te lako prolaze i kroz rastvor i kroz katalizator. Tehnika može sa se primeniti ne samo na kristalne površine već i na amorfne materijale (za razliku od difrakcije x-zraka), a takođe i na uzorke u bilo kom fizičkom stanju; takođe mogu se detektovati tanki filmovi, ukljucujući monoslojeve, tj. filmove debljine jednog atomskog sloja.Autor za korespondenciju: Nebojša Marinković E-mail: marinkov@bnl.gov Rad primljen: 17. 06. 2015. Rad prihvaćen: 11. 08. 2015. Rad je dostupan na sajtu: www.idk.org.rs/casopis U elektrokatalizi, najveća pažnja se poslednjih godina posvećuje izradi katalizatora koji uspešno katalizuje određenu elektrohemijsku reakciju a da pri tom sadrži minimalnu količinu retkih i skupih plemenitih metala, pre svega platine. To se postiže bilo legiranjem platine sa drugim jeftinijim metalom, ili nanošenjem platine u vidu tankog sloja, ili monosloja na površinu čestice sačinjene od drugog metala. Takvi se sistemi lako mogu detektovati XAS spektroskopijom. Tehnika omogućava da se odredi orijentacija susednih atoma koju u prostoru okružu-ju atom koji apsorbuje x-zrak, te tako daje informaciju o trodimenzionalnoj strukturi nanočestice. Za razliku od difrakcije x-zraka koja ne može da detektuje čestice manje od oko 2 nm, XAS detektuje nanočestice bilo koje veličine, osim pojedinačnih atoma.
PRINCIP RADAMaterija interaguje sa x-zrakom putem fotoelektričnog efekta. Atom u svom osnovnom stanju apsorbuje x-zrak i izbacuje elektron (tzv. Fotoelektron) iz svoje unutrašnje ljuske [1]. U zavisnosti iz koje je ljuske elektron izbačen, razlikujemo K, L, M, itd. elektronske prelaze, odnosno K-L-ili M-granice (edge), pri čemu K-granica odgovara izbacivanju elektrona iz 1s podljuske. Postoje tri L-granice, a one su označene tako da L1 odgovara elektronskom prelazu iz 2s podljuske, dok L2 i L3 odgovaraju prelazu iz 2p podljuske. Ta dva prelaza