在过去的几十年中，X射线吸收光谱（XAS）已经成为探测多相催化剂的结构和组成，揭示活性位点的性质，建立催化剂结构基元、局部电子结构和催化性能之间联系的不可或缺的方法。

有鉴于此，柏林马普学会弗里茨-哈伯研究所的Beatriz Roldan Cuenya和Janis Timoshenko等人，讨论了XAS方法的基本原理，描述了用于解译x射线吸收近边结构(XANES)和扩展x射线吸收精细结构(EXAFS)光谱的仪器和数据分析方法的进展。

本文要点

1）介绍了XAS在非均相催化领域的最新应用，重点介绍了电催化方面的应用。电催化是一个快速发展的领域，具有巨大的工业应用，但在实验表征限制和所需的高级建模方法方面也面临着独特的挑战。

2）重点介绍了XAS对复杂的实际环境中的电催化剂获得的新见解，包括其工作机理以及在化学反应过程中发生的动态过程。更具体地说，讨论了In Situ/Operando XAS在探测催化剂与环境（载体，电解质，配体，吸附物，反应产物和中间体）及其结构，化学和电子转化的相互作用方面的应用，以适应反应条件。

3）尽管取得了较大的进步，但是HERFD-XAS和RIXS方法在催化剂研究中目前仍未被充分体现。再次，数据分析似乎是问题的一部分，因为RIXS特征的解释，甚至常规XANES光谱中特征的可靠定量分析，仍然是一项具有挑战性的任务。如最近几年所证明的，这个问题可以通过结合从头算模拟和机器学习技术成功地解决。

总之，尽管基于XAS的原位催化剂研究已经取得了较大进步，但仍然存在许多挑战，这使新一代的催化剂科学家和光谱学家可以投入并作出贡献。该领域的新发展应包括仪器的改进以及数据分析。从XAS数据中可以提取出关于催化剂结构、组成和反应条件下的动力学的丰富信息。

参考文献：

Janis Timoshenko et al. In Situ/Operando Electrocatalyst Characterization by X-ray Absorption Spectroscopy. Chem. Rev., 2020.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00396

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00396