“十四五”期间 这些仪器将迎来飞速发展

国家自然科学基金委员会化学科学部发布了催化与表界面化学学科“十四五”发展规划，将以基础理论、仪器研制、实验研究为核心发展内容，以表界面研究为出发点，发展催化、电化学、表面科学、胶化等研究领域，并向化工、环境、能源、高端电子、信息、凝聚态物理、农药、生命、材料等行业应用延伸。

“催化与表界面化学”学科领域架构和布局

新型仪器的研制是当前表面化学快速发展的重要突破点。目前，用于表面分析的仪器设备数量较多，比较常用的有电镜类、X射线类型仪器、比表面及吸附类仪器、核磁共振等。电镜类仪器主要厂商为赛默飞、日本电子、日立等；X射线类仪器如XRD的主要厂商为布鲁克、帕纳科、理学等；比表面及吸附主要为麦克仪器、安东帕-康塔等。我国在表面化学所用制造设备和分析仪器的自主研发、改造和维护等方面相对薄弱，目前所用仪器高度依赖于欧美及日本的进口设备，严重制约了催化和表界面学科的发展。国家自然科学基金委员会化学科学部重视面向表面化学领域的自主创新仪器的研制，并将其纳入了优先资助的范围。

催化与表界面化学瞄准的是与复杂体系表界面密切相关的关键科学问题。因此我们越来越需要发展用于原位动态和高分辨表征的新仪器，用于材料及其表界面结构、气/固界面、液/固、固/固界面、介质环境、表界面反应中化学键与能量迁移等的表征。表面化学学科发展的需求，使得尤其对自主研制的高端仪器的需求越来越迫切。这对于仪器厂商而言既是机遇也是挑战：对于国产仪器厂商而言，一方面是如何加大研发投入，在技术实力上向国际一流厂商靠拢，发展具有自主知识产权的高端科学仪器，勇攀国际制高点；另一方面，如何深化与高校及科研院所的合作，打造研发-生产-改造-维护的生态链，实现可持续的良性发展。对于进口仪器厂商而言，利用国际领先的先进仪器技术帮助国内催化和表界面研究更好地发展是实现互利共赢的重要途径。

纵观国际催化与表界面化学领域，当前正在快速发展的高端表征技术有电镜类、X射线技术类、光谱类等。

电镜类

原子分辨电子三维/四维重构技术（ATOMIC ELECTRON TOMOGRAPHY,AET）

4D扫描透射显微技术(4D-STEM)

电子叠层成像术(Electron ptychography)

扫描探针显微技术(Scanning Probe Microscope,SPM)

电化学STM

液/固界面AFM

太赫兹STM技术(THz-STM)

X射线技术类

X射线、自由电子激光和同步辐射光源的三维相干衍射成像技术

原位X射线吸收谱学(XAS)

原位X射线掠入式衍射(GIXD)

原位X光吸收光谱

飞秒X射线激光脉冲

液体环境XPS

原位同步辐射X射线吸收精细结构谱(in situ X-ray Absorption Fine Structure, XAFS)

光谱类

原位傅立叶变换红外光谱(FTIR)、

表面增强振动(红外和拉曼)光谱

界面和频振动光谱(Sum frequency vibrational spectroscopy,SFG)

针尖增强拉曼光谱(Tip-enhanced Raman spectroscopy,TERS)

二维飞秒红外光谱

单分子光谱技术((Single Molecule Spectroscopy)

表面非线性光谱

此外，还有比如高灵敏度、高能量和时间分辨率的Operando实验技术、引入外加扰动(如同位素切换)的瞬变动力学分析(TKA)技术）、微分电化学质谱（Differential Electrochemical Mass Spectrometry, DEMS）、时间分辨的手性表征技术如圆二色谱法（Circular Dichroism,CD）、近常压（Near Ambient Pressure,NAP）原位表征技术（如NAP-XPS,NAP-ESEM,NAP-STM等）。

为了方便了解相关仪器技术，小编也将各项仪器技术的技术性文章目录进行了归纳整理，方便初学者了解相关表征技术。

催化及表界面高端表征技术整理.xls

当然，我国近年来在先进光源、超快及多维光谱技术、空间分辨成像与可视化学、多模式综合表征技术等方面都有了较快的发展。仪器信息网为了促进我国催化领域科研人员的互动交流，联合面向工业催化领域创新成果产业化的公共服务平台（2020年工信部批建），成功组织了两届催化剂表征与评价主题的网络会议，邀请中国科学院大连化学物理研究所、浙江大学、大连理工大学、华东理工大学、天津大学、北京化工大学、浙江工业大学、南京大学、西安交通大学、中国科学院山西煤炭化学研究所等多个催化领域知名研究机构的著名专家学者分享研究内容，并进行探讨交流。小编特将往届会议的回放视频进行整理，以期读者能学有所获。

点击下方标题可进入会议页面及观看对应报告回放视频：

第二届“催化剂表征与评价”主题网络研讨会会议页面

XAFS 表征方法在催化剂结构解析中的应用

固体核磁共振技术及在催化研究中的应用

纳米反应器与纳米多孔催化剂的构筑及表征

合成气高效转化催化剂的设计、表征和机理研究

首届“催化剂表征与评价”主题网络研讨会会议页面

表征技术在工业催化剂开发中的重要性及工业催化剂宏观物性表征

双光束FT-IR光谱在多相催化反应中的应用与进展