目前，同步辐射在基础科学、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用：
①固体物理学，可用于研究固体的电子状态、固体的结构、激发态寿命及晶体的生长等动态过程；
②表面物理学和表面化学，可用于研究固体的表面性质，如半导体和金属表面的光特性；物质的氧化、催化、腐蚀等过程的表面电子结构及其变化；
③结构化学，可用于测定原子的配位结构、大分子之间的化学键参数等，如对催化剂、金属酶的结构测定；
④近代生物学，例如测定蛋白质的结构和蛋白质的分子结构,通过X射线小角散射可研究蛋白质生理活动过程和神经作用过程等的动态变化，通过X射线荧光分析可测定生物样品中原子的种类和含量。
事实上，同步辐射光源已经成为生命科学、材料科学、环境科学、物理学、化学、医药学、地质学等学科领域的基础和应用研究的一种最先进的、不可替代的工具，并且在电子、医药、化工、生物和微细加工等方面具有重要而广泛的应用。
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案例：CoO纳米阵电催化水氧化中Fe和F共掺杂的晶格氧活化和局部电场增强
通过双掺杂策略实现晶格氧激活和局部电场增强，以促进氧发生反应（OER）。通过Fe和F的双掺杂，构建了结构良好的Fe和F共掺杂的CoO纳米针阵列，实现了较低的过电位和优越的电催化性能。研究揭示了双掺杂对CoO电子结构和反应机理的调控作用，以及Fe掺杂对局部电荷密度的增强效应，从而提高了OER活性。这些结果为将晶格氧激活和局部电场增强策略应用于工业电催化水氧化中提供了潜在的研究方向。
图2.a.CoONNAs、F-CoONNAs和Fe、F-CoONNAs的归一化Ok边光谱。b归一化的Cok边XANES谱。C.Cok边的FT-EXAFS光谱。d-i.CoONNAs、F-CoONNAs、Fe、F-CoONNAs以及标准CoO和Co2O3等标准参考文献的WT-EXAFS分析。
使用X射线吸收光谱（XAS）进一步探索了催化剂的电子和化学配位结构。实验结果显示，CoONNAs、F-CoONNAs和Fe,F-CoONNAs的OK-edge光谱中532eV处的OK-edge峰被归因于O2p态与Co3d态的杂化。F-CoONNAs的OK-edge峰几乎消失，表明F掺杂引发了氧释放。与CoONNAs相比，Fe,F-CoONNAs的OK-edge峰更强，表明金属-氧键共价性增强。CoK-edgeX射线吸收近边结构（XANES）光谱显示三个样品的吸收边位于标准CoO和Co2O3之间，表明Co的价态在+2和+3之间。此结果与O1sXPS光谱的观察结果一致。
文献链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45320-0
EXAFS和XANES在电催化的应用
由加州大学洛杉矶分校段镶锋(XiangfengDuan)教授报道了单原子修饰的铂纳米催化剂，铂基纳米催化剂在各种电催化系统中起着至关重要的作用。然而，铂的稀缺性和高成本严重限制了这些催化剂的实际应用。用其他过渡金属修饰铂催化剂是调整其催化性能的有效途径，但通常是以牺牲电化学活性表面积(ECSA)为代价。作者使用一个单原子修饰策略提高Pt纳米催化剂的活性，使表面活性位点的损失最小化。从PtNi合金纳米线开始采用部分电化学脱合金的方法，建立单镍原子修饰的Pt纳米线，其比活度和ECSA的最佳组合可用于氢、甲醇氧化和乙醇氧化反应。
作者借助同步辐射中的扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)和X射线吸收近边缘结构(XANES)测试来探测局部原子结构和电子结构。铂的氧化态可以用XANESspectra中的PtL3-edge的白线强度来探测。XANES的结果表明样品的白线强度接近Ptfoil，表明铂的平均氧化态为主要是零。表明Ni原子是分散在Pt的表面，且Ni是以二价的形式存在。
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41929-019-0279-6
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