仪器分析精品PPT课件

晶粒大小和rutile含量
判断离子掺杂
CoTiO3
由于Zr4+半径(79 pm)大于Ti4+(55 pm)，Zr掺入TiO2晶体 会导致晶格膨胀，对应着TiO2的衍射峰向低角度偏移。
晶体择优生长
鉴别材料周期性
具有周期性孔道
具有蠕虫状孔道
峰宽化
研究负载型催化剂的活性物种表面分散
透射电子显微镜(TEM) 和 扫描电子显微镜(SEM)
㈡ 样品表面形貌观察
1. 烧结体烧结自然表面观察
n：衍射的级(正整数）
衍射X射线
＝衍射角
晶面间距 = d hkl
hkl 晶面
鉴别物相
TiO2
不同比例的R/A的XRD结果
1 Spurr and Myers: XR= 1 + K IA IR
where XR is the percentage content of rutile at different amounts of cobalt content, IA and IR are the intensity of the main anatase (101) reflection (2θ= 25.2°) and the main rutile (110) reflection (2θ= 27.5°) , respectively. The empirical constant K was determined to be 0.8 via the XRD analysis of powders with known proportions of pure anatase and pure rutile TiO2
固态样品：片状、块状或粉末。
另外在样品的保存和传送过程中应尽量避免 样品表面被污染。在任何时候，对被分析样 品的表面都应尽量少地接触和处理。
XPS的应用
１. XPS 是用X射线光子激发原子的内 层电子发生电离，产生光电子，这些内层能 级的结合能对特定的元素具有特定的值，因 此通过测定电子的结合能和谱峰强度，可鉴 定除H和He（因为它们没有内层能级）之外 的全部元素以及元素的定量分析。
透射电镜的成像——用聚焦电子束作照明源， 使用于对电子束透明的薄膜试样，以透过试 样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像 来分析试样内部的显微组织结构。
扫描电镜成像——利用细聚焦电子束在样品表 面逐点扫描，与样品相互作用产行各种物理 信号，这些信号经检测器接收、放大并转换 成调制信号，最后在荧光屏上显示反映样品 表面各种特征的图像。
X射线衍射(XRD)
当X射线照射到晶体上时,
每个原子都散射X 射线。
各原子散射的X射线相互 入射X射线。波长＝
干涉, 当符合一定条件时(各
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散射线相位相同), 产生衍射,
即在此方向上有衍射线产生
。
晶体点阵
如左图: 产生衍射的条件是
两层的光程差是波长的整数
倍.
n = 2d hkl • sin 布拉格公式
Cu-Zr催化剂的XPS谱图
XPS定量分析
XPS能提供由于化学环境差异引起的化学 位移信息。
原子中的内层电子一方面受到原子核强 烈的库仑作用而具有一定的结合能，另一方 面又受到外层电子的屏蔽作用。当外层电子 密度减少时，屏蔽作用将减弱，内层电子的 结合能增加；反之则结合能将减少。因此当 被测原子的氧化价态增加，或与电负性大的 原子结合时，都导致其XPS峰将向结合能的 增加方向位移。
硫代硫酸钠（Na2S2O3）的S2pXPS
1981年获得了 诺贝尔物理 奖
d=3λsinθ
三个铜镍合金样品的五个主要元素的剖面深度分布
由于化合物结构的变化和元素氧化状态的变 化引起谱峰有规律的位移称为化学位移。
化合物聚对苯二 甲酸乙二酯中三 种完全不同的碳 原子和两种不同 氧原子1s谱峰的 化学位移
X射线荧光光谱仪（XRF）
XRF主要是元素分析。分析元素可以从F到U， 如配备特殊晶体可以测量B，C，N，O。浓 度范围可以从ppm级到100%。适用于测主 量和杂质元素。分析对象可以是金属、固体 粉末
能量弥散X射线谱（EDS/EDX)
测量元素含量，固体粉末，微米级，检测下 限0.1-0.5%
Debye–Scherrer equation : D k B cos
where D, k, λ and θ are the grain size, a constant of 0.89, the X ray wavelength of Cu(1.5406Å), the Bragg’s angle in degrees, and B the full width at half maximum(FWHM) of the peak, respectively.
XPS能谱分析的基本原理
基本原理就是光电效应。
能量关系可表示：
hv Eb Ek Er
电子结合能 电子动能
原子的反冲能量
Er
1M
2
ma*2
忽略 Er (<0.1eV）得
hv Ek Eb
对试样的要求和注意事项
由于电子能谱测量要在超高真空中进行，测 量从样品表面出射的光电子或俄歇电子。所 以对检测的试样有一定的要求：即样品在超 高真空下必须稳定，无腐蚀性，无磁性，无 挥发性
UPS
以紫外光为激发源致样品光电离而获得的光电子能 谱。
目前采用的光源为光子能量小于100eV的真空紫外 光源(常用He、气体放电中的共振线)。这个能量范 围的光子与X射线光子可以激发样品芯层电子不同， 只能激发样品中原子、分子的外层价电子或固体的 价带电子。
紫外光电子能谱特别适于固体表面状态分析。可应 用于表面能带结构分析(如聚合物价带结构分析)、 表面原子排列与电子结构分析及表面化学研究(如 表面吸附性质、表面催化机理研究)等方面。
仪器分析
1.电子能谱
电子能谱分析是用单色光源或电子束照射样品 表面，使样品中原子或分子的电子受到激发而发射 出来。通过测量这些电子的能量分布，可获得所需 要的关于样品成分、结构的一些信息。
根据激发源的不同和测量参数的差别，电子能 谱形成了不同的分支。在分析化学中常用的是：X 射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES） 和紫外光电子能谱（UPS）。