主要用于在真实反应 / 加工条件下 “边发生边看",跟踪官能团变化、中间体 / 产物生成与消耗、表面吸附与脱附等。常见应用方向集中在以下几类:
一、催化与表面科学
◆催化剂表面吸附态、吸附构型、键合方式(如 CO、NOx、NH3、烃类在金属 / 氧化物表面)
◆反应中间体与路径解析(加氢、氧化、脱氢、重整、水煤气变换等)
◆活性位点与失活机制(积碳、烧结、中毒、相变)
◆原位漫反射(DRIFTS)用于粉末催化剂;原位透射 / ATR 用于薄膜 / 模型催化剂
二、电化学与电池(锂电 / 钠电 / 电催化等)
◆电极 / 电解液界面反应、SEI/CEI 膜形成与演化
◆离子溶剂化、盐分解、添加剂消耗与副反应
◆CO₂RR、HER、OER、ORR 等电催化过程中间体(如 *CO、*OOH 等)
◆常与电化学工作站联用(原位 ATR-FTIR、反射红外)
三、材料合成与加工过程监测
◆聚合反应动力学(单体消耗、双键 / 环氧 / 异氰酸酯等特征峰变化)
◆固化 / 交联 / 老化(热固、UV 固化、橡胶硫化)
◆薄膜沉积与表面改性(ALD/CVD 过程中前驱体吸附与反应)
◆玻璃化转变、相分离、溶剂挥发等伴随的结构变化
四、环境与能源化学
◆CO₂ 捕集 / 转化、甲烷活化、VOCs 催化氧化
◆水处理:吸附、氧化降解(・OH 等间接证据)、膜污染与清洗
◆光催化:表面物种变化、电荷转移相关振动信号(配合瞬态 / 时间分辨更有效)
五、生物与界面
◆蛋白质 / 多肽 / 多糖的二级结构变化(酰胺 I/II 带)
◆细胞 / 组织在刺激下的成分与结构响应(需注意水背景与实验设计)
◆表面黏附、生物膜形成、药物 - 载体相互作用
六、原位表征平台组合
◆与 XRD/XPS/Raman/ 质谱 / UV-Vis / 反应装置联用,实现 “结构 - 组成 - 表面物种 - 产物" 全链路解析
◆高温高压原位池(催化、加氢、氧化)、电化学池、液体流动池、真空 / 气氛可控池等