材料表征选型避坑指南：39 种 XRD/TEM/SEM/DFT 等技术优缺点全表

为什么相同成分的材料性能差异悬殊？反应过程中活性位点如何动态变化？电子结构与活性的关联始终模糊不清？本文华算科技系统梳理了39种方式主流表征及理论计算方法（XPS、TEM。SEM、XRD、TPD、Raman、CV、EIS、XAS、DFT、MD等），简洁清晰，以表格方式为大家呈现，表中涵盖了每种技术的优缺点，兼顾专业性与实用性。帮助大家锁定最适合自己样品的表征技术，避开 99 % 坑！

一、结构形貌

聚焦宏观形貌、微观尺寸、晶体结构，是材料设计与制备的基础依据，直接影响活性位点暴露程度与传质效率。

材料表征选型避坑指南：39 种 XRD/TEM/SEM/DFT 等技术优缺点全表

二、表面成分与价态

聚焦催化剂表面元素组成、化学价态及电子转移规律，直接关联活性位点的电子状态（如金属离子的价态变化、载体与活性组分的电子相互作用），是解析催化活性本质的关键。

三、活性位点与吸附态

直接探测催化剂表面活性位点的数量、强度及反应物/中间产物的吸附模式，是关联 “结构 – 活性” 的核心环节，可揭示催化反应的速率决定步骤与反应路径。

四、孔隙结构与比表面积

聚焦催化剂孔道尺寸分布、孔容、比表面积及孔隙率等孔结构参数，是评估多孔催化剂传质效率与活性位点暴露程度的核心，直接影响反应物/产物在催化剂内部的传输速率与活性位点的可及性，为多孔催化剂孔道结构优化提供关键数据。

五、原位/工况

聚焦催化剂在真实反应条件下（温度、压力、反应氛围）的动态结构变化与表面物质演化，是突破 “静态表征与动态反应脱节” 问题的关键，直接捕捉反应过程中活性中心的实时状态与反应中间路径，为完整揭示催化反应机制提供最贴近实际的证据。

六、电化学

聚焦电催化体系中电极 / 电解质界面的电子转移、活性位点电化学行为及产物演化（如电势 – 电流响应、界面阻抗、气态 / 液态产物），是评估电催化剂活性、稳定性与反应选择性的核心，直接关联电催化反应动力学与界面电荷转移效率，为电催化剂设计与反应体系优化提供专属技术支撑。

七、理论计算

理论计算方法按尺度可分为量子力学方法（原子 / 电子尺度）、分子力学方法（分子 / 颗粒尺度）、宏观动力学方法（反应器尺度），核心作用是：解释催化机理、预测催化剂性能、指导催化剂设计。

催化表征及理论计算是解析催化剂 “结构 – 性能 – 反应机制” 关联的核心手段，需覆盖静态结构、动态过程、电子状态等多维度。希望本文能对大家有所帮助，如果觉得有用的话，可以转发给课题组同学！

声明：如需转载请注明出处（华算科技旗下资讯学习网站-学术资讯），并附有原文链接，谢谢！

材料表征选型避坑指南：39 种 XRD/TEM/SEM/DFT 等技术优缺点全表

关于作者

华算科技

相关推荐