x射線衍射法(編輯修改稿)
2025-08-13 19:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的含量（常以體積分數(shù)或質量分數(shù)表示，即 物相定量分析 ）。 ? 基本原理 ? 物質的 X射線衍射花樣特征是分析物質相組成的“指紋腳印”。 ? 制備各種標準單相物質的衍射花樣并使之規(guī)范化，將待分析物質 (樣品 )的衍射花樣與之對照，從而確定物質的組成相，這就是 物相定性分析的基本原理與方法 。 粉末衍射物相分析 ? 各種已知物相衍射花樣的規(guī)范化工作于 1938年由 哈那瓦特 (J. D. Hanawalt)開創(chuàng)。 ? 他的主要工作是將物相的衍射花樣特征用 d(晶面間距 )和 I(衍射線相對強度 )數(shù)據(jù)組表達并制成相應的物相衍射數(shù)據(jù)卡片。 ? 卡片最初由“美國材料試驗學會 (ASTM, American Society for Testing and Materials )”出版，稱 ASTM卡片 ,約 1000個 。 ? 1969年成立了國際性組織“粉末衍射標準聯(lián)合會 (JCPDS, Joint Committee on Powder Diffraction Standards )”，由它負責編輯出版“粉末衍射卡片”，稱 PDF卡片 。 ? JCPDS在 1978年演變?yōu)楝F(xiàn)在的 JCPDS衍射數(shù)據(jù)國際中心（ ICDD,JCPDSInternational Center for Diffraction Data， ICDD），以反映 PDF的國際性及業(yè)務的擴大（包括了晶體資料的出版）。 ? 從 70年代后期開始，在總數(shù)據(jù)庫基礎上，按計算機檢索要求，又建立了常用物相、有機物相、無機物相、礦物、合金、 NBS、法醫(yī)等七個子庫。 ? 至 2022年 ,PDF一共出版 53組，共收衍射譜 157 048個。其中 ,實驗譜 92 011個，計算譜多于 65 000個。無機物譜約 133 000個 ,有機物譜約 25 000個。 物相定性分析的基本步驟 ? （ 1）制備待分析物質樣品； ? （ 2）用衍射儀法或照相法獲得樣品衍射花樣； ? （ 3）利用索引檢索 PDF卡片； ? （ 4）核對 PDF卡片與物相判定。 PDF卡片 PDF卡片 PDF卡片 多相物質分析 ? 多相物質相分析的方法是按上述基本步驟逐個確定其組成相。 ? 多相物質的衍射花樣是其各組成相衍射花樣的簡單疊加，這就帶來了多相物質分析 (與單相物質相比 )的困難： ? 檢索用的三強線不一定局于同一相，而且還可能發(fā)生一個相的某線條與另一相的某線條重疊的現(xiàn)象。 ? 因此，多相物質定性分析時，需要將衍射線條輪番搭配、反復嘗試，比較復雜。 39 XRD patterns of Pt/Sn/PMo12/MWNTs, Pt/Sn/WMNTs, and Pt/WMNTs catalysts. 20 30 40 50 60 70 80 90Pt (222)Pt (311)Pt (220)Pt (200)Pt (111)CNT (002) Intensity (a.u.)2 ?? ???Pt / M W N T sPt / Sn/M W N T sPt / Sn/PM o12/ M W N T s** P t3Sn S n O2應注意的幾個問題 ? （ 1）實驗條件影響衍射花樣 ? 在查核強度數(shù)據(jù)時，要注意樣品實驗條件與 PDF卡片實驗條件之異同。 ? 在定性分析過程中以 d值為主要依據(jù)，而相對強度僅作為參考依據(jù)。 ? 在核查 d值時，還應考慮到低角度衍射線的分辨率較低，因而測量誤差比高角度線條大的情況等。 ? （ 2）在分析工作中充分利用有關待分析物的化學、物理、力學性質及其加工等各方面的資料信息 ? 舉例 : ? 有一白色固體混合物粉末 , 化學法測定存在 : K+, Na+, Cl, NO3。到底是 KCl, NaNO3還是KNO3,NaCl, 化學方法不能直接給出。 XRD則可以簡單地解決這一問題。 ? 再比如 : Al2O3有各種變體 ,性質差異很大 ,?Al2O3(剛玉 )比表面積為 1m2/g, 而 gAl2O3（活性Al2O3）比表面積 100?200m2/g?；瘜W分析法無法確定物相， XRD則可以簡單地解決這一問題。 定量分析的方法 ? 直接對比法 ? 內(nèi)標曲線法 ? 內(nèi)標曲線法 K值法 (基體沖洗法 ) ? 任意內(nèi)標法 ? 外標法 ? 無標樣分析法 ? 定量分析基本原理： ? X射線定量相分析的理論基礎是 物質參與衍射的體積或重量與其所產(chǎn)生的衍射強度成正比 。 ? 因而，可通過衍射強度的大小求出混合物中某相參與衍射的體積分數(shù)或重量分數(shù)。 ? 對于均勻、無限厚、晶粒足夠小的混合物樣品，設樣品中任意一相為 j，其某 (hkl)衍射線強度為 Ij，其體積分數(shù)為 fj，樣品 (混合物 )線吸收系數(shù)為 ?，則 ? 式中 R為測
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