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In-situ FTIR Analysis

In-situ / Operando FTIR Analysis

반응 전과 후가 아니라, 반응이 진행되는 동안의 Chemical Change를 관찰합니다.

In-situ FTIR은 Temperature, Gas, Pressure, Potential 및 Light Irradiation과 같은 실험 조건을 유지하거나 변화시키면서 IR Spectrum을 반복 측정하여 분자 결합과 Chemical Species가 어떻게 변화하는지 추적하는 분석 방법입니다.

이를 통해 반응 전·후의 Spectrum만으로는 확인하기 어려운 Reaction Intermediate, Surface Species, Bond Formation / Cleavage, Adsorption State 및 Reaction Pathway 를 시간에 따라 분석할 수 있습니다.

Temperature · Gas / Flow · Pressure · Electrochemistry · Light Irradiation

In-situ FTIR의 핵심은 “실제 반응 환경을 유지하면서 Spectrum을 얻는 것”입니다.

In-situ FTIR은 하나의 특정 Accessory를 의미하는 것이 아니라, 연구자가 구현하려는 Reaction Condition과 IR Measurement Geometry를 조합하는 분석 Solution입니다.

시료와 연구 목적에 따라 DRIFTS / Reflection, Transmission, ATR-SEIRAS, Flow-through ATR 등의 Measurement Geometry를 선택하고 Temperature, Gas, Pressure, Potential 또는 Light와 같은 외부 조건을 적용합니다.

In-situ와 Operando는 어떻게 다를까요?
IN-SITU

반응 조건에서 Chemical Change 측정

Temperature, Gas, Pressure, Potential, Light 등의 Experimental Condition을 유지하거나 변화시키면서 IR Spectrum을 측정하여 Chemical Species와 Molecular Structure의 변화를 추적합니다.

OPERANDO

Chemical Change와 실제 반응 성능을 함께 비교

실제 작동 또는 반응 조건에서 FTIR 데이터를 획득하면서 Conversion, Electrochemical Performance, Catalytic Activity 등의 기능적 데이터를 함께 비교하여 Chemistry – Performance Relationship을 평가합니다.

In-situ FTIR로 무엇을 볼 수 있을까요?
01

Reactant Consumption

특정 IR Band의 감소를 통해 Reaction 과정에서 Reactant가 소비되는 변화를 추적합니다.

02

Product Formation

새로운 Absorption Band의 생성과 증가를 이용하여 Product 또는 새로운 Chemical Species의 형성을 관찰합니다.

03

Reaction Intermediate

Reaction 중 일시적으로 나타나는 IR-active Intermediate Species를 추적하여 Reaction Pathway와 Mechanism을 연구합니다.

04

Bonding / Adsorption State

Peak Position과 Band Shape 변화를 이용하여 Chemical Bond, Adsorption State 및 Local Molecular Environment의 변화를 비교합니다.

주요 In-situ FTIR 분석 방법

관찰하려는 반응 조건과 Sample Geometry에 맞는 분석 방법을 선택해주세요.

METHOD 01
DRIFTS / Reflection Reaction Monitoring

Powder 및 Catalyst 시료에 Temperature와 Reactive Gas를 적용하면서 Surface Species, Adsorbate 및 Reaction Intermediate의 변화를 Diffuse Reflection 방식으로 추적합니다.

Catalyst · Powder · Heating · Gas Flow · Surface Reaction
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METHOD 02
Transmission Reaction Cell Analysis

Film, Pellet 및 Solid Sample을 Temperature-Controlled Reaction Cell에 위치시키고 Temperature, Gas 및 Pressure 변화에 따른 Chemical Structure와 Reaction Species를 분석합니다.

Transmission · Temperature · Pressure · Gas · Thermal Reaction
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METHOD 03
Electrochemical In-situ FTIR

Potential 변화 중 Electrode / Electrolyte Interface에서 발생하는 Adsorbate, Reaction Intermediate 및 Chemical Bond의 변화를 ATR-SEIRAS 방식으로 추적합니다.

Potential · ATR-SEIRAS · Electrode Interface · Electrocatalysis · Flow Electrochemistry
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METHOD 04
Photocatalytic / Light-Irradiated In-situ FTIR

Quartz Window가 적용된 Flow-through ATR Cell에 UV / Visible Light를 조사하면서 Liquid Reaction 과정에서 발생하는 Reactant, Intermediate 및 Product의 변화를 FTIR Spectrum으로 연속 관찰합니다.

Light Irradiation · Liquid Flow · ATR · Photocatalysis · Reaction Monitoring
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In-situ FTIR System 구성 방법
STEP 01

Reaction Condition

Temperature, Gas, Pressure, Potential, Light 등 변화시킬 Experimental Condition을 정의합니다.

STEP 02

Measurement Geometry

Sample 형태에 따라 DRIFTS, Transmission, ATR 또는 Electrochemical Geometry를 선택합니다.

STEP 03

Reaction Monitoring

Reaction Condition을 유지하거나 변화시키면서 FTIR Spectrum을 시간 순서로 측정합니다.

STEP 04

Data Correlation

IR Band의 생성, 감소 및 이동을 Temperature, Potential, Light, Gas 및 Performance Data와 비교합니다.

JASCO FTIR을 이용한 In-situ Analysis
  • FT/IR-X Series와 다양한 Reflection, Transmission, ATR 및 Environmental Cell을 조합한 In-situ System 구성
  • Powder Catalyst를 위한 DRIFTS Reaction Cell과 Temperature / Gas Control System 구성
  • Film, Pellet 및 Solid Sample을 위한 Heated Transmission / High Temperature · High Pressure Cell 구성 가능
  • ATR-SEIRAS Cell을 이용한 Electrode / Electrolyte Interface의 Electrochemical In-situ Analysis
  • Flow-through ATR 및 Quartz Window를 이용하여 UV / Visible Light Irradiation + Liquid Flow를 결합한 Photocatalytic Reaction Monitoring
  • IRT Series IR Microscope와 결합하여 Microscopic FTIR 및 Chemical Imaging으로 분석 영역 확장 가능
  • PIKE, Harrick, Specac, Linkam 등 연구 조건에 적합한 3rd-party Accessory와의 Optical Compatibility 검토 가능

빠른 Reaction은 Time-Resolved FTIR로 확장할 수 있습니다.

In-situ FTIR은 “어떤 조건에서 반응을 관찰하는가”에 초점을 맞추고, 보다 빠른 Reaction Dynamics가 필요한 경우에는 Rapid Scan 또는 FT/IR-8X Step Scan과 같은 Time-Resolved FTIR Measurement로 확장할 수 있습니다.

Accessory보다 먼저 확인해야 할 연구 조건

같은 In-situ FTIR이라도 Sample과 Reaction Condition에 따라 적합한 Measurement Geometry와 Accessory가 달라집니다. 다음 조건을 먼저 확인하는 것이 좋습니다.

  • Sample: Powder, Catalyst, Film, Pellet, Electrode, Liquid 등
  • Reaction Condition: Temperature, Gas / Flow, Pressure, Potential, Light Irradiation
  • Measurement Geometry: DRIFTS / Reflection, Transmission, ATR, ATR-SEIRAS
  • Reaction Environment: Vacuum, Inert Gas, Reactive Gas, Liquid Flow, Electrolyte
  • Target Information: Reactant, Product, Intermediate, Surface Species, Adsorption State, Bonding Change
  • Time Scale: 관찰하려는 Reaction 속도에 따라 일반 Interval Measurement 또는 Rapid / Step Scan 확장 여부 검토

어떤 Accessory가 필요한지보다,
어떤 반응을 관찰하고 싶은지 알려주세요.

Sample 형태와 Temperature, Gas, Pressure, Potential, Light Irradiation 등 구현하려는 Experimental Condition을 알려주시면 적합한 JASCO FTIR Platform과 In-situ Measurement Configuration을 검토해드립니다.

약관

약관내용