摘要
原位和操作过程中的小角X射线散射（SAXS）和中子散射（SANS）已成为研究吸附过程的有力工具，因为它们能够提供传统离体方法无法获得的实时信息。本文综述了这些技术在四大类材料中的应用：软物质和聚合物、碳基材料、生物系统以及陶瓷。与传统的前后对比表征方法不同，原位方法使研究人员能够实时监测吸附过程中的结构变化，从而揭示吸附动力学、中间态和孔隙填充机制。操作过程中的研究进一步将纳米尺度的结构演变与整体吸附性能联系起来，从而加深了对吸附机制的理解。重要进展包括：监测聚合物在吸附过程中的结构重组、利用小角和中角中子散射研究硬碳负极中的钠存储机制、观察水合界面处的蛋白质构象变化，以及实时识别介孔陶瓷中的有机官能团。通过氢/氘替代实现SANS对比度变化，可以针对性地显示复杂系统中的不同组分；而同步辐射SAXS则能够实现毫秒级时间分辨率的动力学研究。尽管具有这些优势，但仍存在一些挑战，如散射数据的模型依赖性解释、难以区分真实的结构变化与对比度相关的人为干扰、可? ?? ??的限制，以及同位素标记的技术复杂性。未来的研究预计将集中在改进对比度方法、利用机器学习辅助数据分析、结合散射与光谱或显微镜的多模态方法，以及将这些技术应用于更复杂和无序的吸附剂（如活性炭、煤炭和生物基材料）上。总体而言，本文总结了当前的研究方法，比较了不同材料中的吸附相关结构变化，并指出了原位和操作过程中SAS研究的现状局限性和未来前景。
