材料現(xiàn)代分析測(cè)試第十三章-閱讀頁
2024-08-23 16:23本頁面
【正文】 層指不存在未成對(duì)電子的電子殼層 )原子光電離后，生成的離子中必有一個(gè)未成對(duì)電子。 ?圖所示 Ag的光電子譜峰圖除 3S峰外，其余各峰均發(fā)生自旋 軌道分裂，表現(xiàn)為雙峰結(jié)構(gòu) (如 3P1/2與3P3/2)。 (X射線 )光電子能譜儀方框圖 三、 X射線光電子能譜分析與應(yīng)用 ? 1．元素 (及其化學(xué)狀態(tài) )定性分析 ?方法：以實(shí)測(cè)光電子譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖相對(duì)照，根據(jù)元素特征峰位置 (及其化學(xué)位移 )確定樣品 (固態(tài)樣品表面 )中存在哪些元素 (及這些元素存在于何種化合物中 )。 ?分析時(shí)首先通過對(duì)樣品 (在整個(gè)光電子能量范圍 )進(jìn)行全掃描，以確定樣品中存在的元素；然后再對(duì)所選擇的峰峰進(jìn)行窄掃描，以確定化學(xué)狀態(tài)。 ?由圖可知，除氫以外，其它元素的譜峰均清晰可見。 注意 ?定性分析時(shí)，必須注意識(shí)別伴峰和雜質(zhì)、污染峰(如樣品被 CO水分和塵埃等沾污，譜圖中出現(xiàn)C、 O、 Si等的特征峰 )。 ?顯然，自旋 軌道分裂形成的雙峰結(jié)構(gòu)情況有助于識(shí)別元素。 2．定量分析 ?方法：理論模型法、靈敏度因子法、標(biāo)樣法等。定量結(jié)果的準(zhǔn)確性比俄歇能譜相對(duì)靈敏度因子法定量好，一般誤差可以不超過 20％。但由于標(biāo)樣制備困難費(fèi)時(shí)，且應(yīng)用具有一定的局限性，故標(biāo)樣法尚未得到廣泛采用。 ? 從圖中可以看到，這些化合物中的碳原子分別處于兩種不同的化學(xué)環(huán)境中 (一種是苯環(huán)上的碳，一種是羧基碳 )，因而它們的 C1s譜是兩條分開的峰。由此種比例可以估計(jì)苯環(huán)上取代基的數(shù)目，從而確定其結(jié)構(gòu)。 兩種聚合物的 C1s電子譜圖 (a)聚乙烯 (b)聚氟乙烯 在固體研究方面的應(yīng)用 ?對(duì)于固體樣品， X射線光電子平均自由程只有~(對(duì)于金屬及其氧化物 )或 4~10nm(對(duì)于有機(jī)物和聚合材料 )，因而 X射線光電子能譜法是一種表面分析方法。 ? X射線光電子能譜分析表明，該涂層是碳氟材料。 但 X射線光電子能譜分析相對(duì)靈敏度不高，只能檢測(cè)出樣品中含量在 %以上的組分。 167。 ?如圖 139所示之 (X射線 )光電子能譜儀采用紫外光源即為紫外光電子能譜儀。這個(gè)能量范圍的光子與 X射線光子可以激發(fā)樣品芯層電子不同，只能激發(fā)樣品中原子、分子的外層價(jià)電子或固體的價(jià)帶電子。而分子振動(dòng)能 (Ev)可達(dá)數(shù)百毫電子伏特 (約 ~)，且分子振動(dòng)周期約為1013s，而光電離過程發(fā)生在 1016s的時(shí)間內(nèi)，故分子的 (高分辨率 )紫外光電子能譜可以顯示振動(dòng)狀態(tài)的精細(xì)結(jié)構(gòu)。 CO的紫外光電子能譜 紫外光電子能譜的特征 ?由于紫外光電子能譜提供分子振動(dòng) (能級(jí) )結(jié)構(gòu)特征信息，因而與紅外光譜相似，具有分子 “ 指紋 ”性質(zhì)，可用于一些化合物的結(jié)構(gòu)定性分析。紫外光電子譜圖還可用于鑒定某些同分異構(gòu)體，確定取代作用和配位作用的程序和性質(zhì)，檢測(cè)簡(jiǎn)單混合物中各種組分等。紫外光電子譜中一些典型的譜帶形狀如圖 1317所示。對(duì)于氣體樣品，電離電位近似對(duì)應(yīng)于分子軌道能量。 ?圖為一些典型軌道的電離電位，即其相應(yīng)紫外光電子譜帶出現(xiàn)位置。 一些典型的軌道電離電位范圍 紫外光電子能譜的應(yīng)用 ?在固體樣品中，紫外光電子有最小逸出深度 (參見圖 29)，因而紫外光電子能譜特別適于固體表面狀態(tài)分析。 ?顯然，紫外光電子能譜法不適于進(jìn)行元素定性分析工作。
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