X射線衍射物相定性分析.ppt
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X射線衍射物相定性分析X-RayDiffraction(XRD)物理樓-210,,XRD可以做什么???,屬何種物質(zhì);屬哪種晶體結(jié)構(gòu);得出分子式,與其它化學(xué)分析法的不同點:,元素及其含量,難于確定—是晶體還是非晶體,單相還是多相,原子間如何結(jié)合,化學(xué)式或結(jié)構(gòu)式是什么,有無同素異構(gòu)物相存在等。而這些信息對工藝的控制和物質(zhì)使用性能則頗為重要。,X射線相分析方法:,解決這些問題方面有獨到之處,且所用試樣量少,不改變物體化學(xué)性質(zhì),因而成為相分析的重要手段。它與化學(xué)分析等方法聯(lián)合運用,能較完滿地解決相分析問題,因而X射線衍射方法是經(jīng)常應(yīng)用的不可或缺的重要綜合分析手段之一。,【實驗原理】,根據(jù)晶體對X射線的衍射特征-衍射線的位置、強度及數(shù)量來鑒定結(jié)晶物質(zhì)之物相的方法,就是X射線物相分析法。,多晶體物質(zhì)其結(jié)構(gòu)和組成元素各不相同,它們的衍射花樣在線條數(shù)目、角度位置、強度上就顯現(xiàn)出差異,衍射花樣與多晶體的結(jié)構(gòu)和組成(如原子或離子的種類和位置分布,晶胞形狀和大小等)有關(guān)。一種物相有自己獨特的一組衍射線條(衍射譜),反之,不同的衍射譜代表著不同的物相,若多種物相混合成一個試樣,則其衍射譜就是其中各個物相衍射譜疊加而成的復(fù)合衍射譜,每一種結(jié)晶物質(zhì)都有各自獨特的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)。沒有任何兩種物質(zhì),它們的晶胞大小、質(zhì)點種類及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此,當X射線被晶體衍射時,每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己獨特的衍射花樣,它們的特征可以用各個衍射晶面間距d和衍射線的相對強度I/I1來表征。,晶面間距d與晶胞的形狀和大小有關(guān),I/I1相對強度則與質(zhì)點的種類及其在晶胞中的位置有關(guān)。所以任何一種結(jié)晶物質(zhì)的衍射數(shù)據(jù)d和I/I1是其晶體結(jié)構(gòu)的必然反映,因而可以根據(jù)它們來鑒別結(jié)晶物質(zhì)的物相。,標準數(shù)據(jù)文件卡片,以前稱為ASTM卡片,現(xiàn)在稱為粉末衍射文件PDF,是用X射線衍射法準確測定晶體結(jié)構(gòu)已知物相的d值和I值,將d值和其他有關(guān)資料匯集成該物相的標準數(shù)據(jù)卡片。定性相分析即是將所測得數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)對比,從而鑒定物相的分析工作。,X射線衍射物相定性分析方法:三強線法:(1)從前反射區(qū)(2θ<90?中選取強度最大的三根線,并使其d值按強度遞減的次序排列。(2)在數(shù)字索引中找到對應(yīng)的d1(最強線的面間距)組。(3)按次強線的面間距d2找到接近的幾列。,(4)檢查這幾列數(shù)據(jù)中的第三個d值是否與待測樣的數(shù)據(jù)對應(yīng),再查看第四至第八強線數(shù)據(jù)并進行對照,最后從中找出最可能的物相及其卡片號。(5)找出可能的標準卡片,將實驗所得d及I/I1跟卡片上的數(shù)據(jù)詳細對照,如果完全符合,物相鑒定即告完成。,如果待測樣的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)不符,則須重新排列組合并重復(fù)(2)~(5)的檢索手續(xù)。如為多相物質(zhì),當找出第一物相之后,可將其線條剔出,并將留下線條的強度重新歸一化,再按過程(1-5)進行檢索,直到得出正確答案。,X射線定性相分析的目的——,將所測得的未知物相的衍射譜與粉末衍射文件PDF中的已知晶體結(jié)構(gòu)物相的標準數(shù)據(jù)相比較(這可通過計算機自動檢索或人工檢索來進行),運用各種判據(jù)以確定所測試樣中含哪些物相,各相的化學(xué)式,晶體結(jié)構(gòu)類型,晶胞參數(shù)等,以便進一步利用這些信息。,,粉末衍射文件(PDF)卡片,1欄:卡片的組號及組內(nèi)序號;2欄:試樣名和化學(xué)式;3欄:礦物學(xué)名稱,其上面有“點”式或結(jié)構(gòu)式;4欄:所用的實驗條件如輻射、波長、方法等;5欄:晶體學(xué)數(shù)據(jù)等;6欄:光學(xué)數(shù)據(jù)等;7欄:試樣的進一步說明,如來源、化學(xué)成分等;8欄:衍射數(shù)據(jù)的質(zhì)量記號;9欄:試樣衍射線的d值、值及密勒指數(shù)。,索引和檢索手冊有:,(1)粉末衍射文件無機物相哈納瓦特方法檢索手冊(PowderDiffractionFileSearchManualHanawaltMethodInorganic)(2)粉末衍射文件有機物相(哈納瓦特法、字母法、化學(xué)式法)檢索手冊(PowderDiffractionFileOrganicPhasesSearchManual)(3)礦物粉末衍射文件的化學(xué)名法、哈納瓦物數(shù)值法、芬克數(shù)值法、礦物名法檢索手冊(MineralPowderDiffractionFileSerachManual,ChemicalName,HanawaltNumerical,F(xiàn)inkNumerical,MineralName)(4)粉末衍射文件無機物相字母索引(PowderDiffractionFileAlphabeticalIndexInorganicPhases),定性相分析的一般步驟,制樣、調(diào)整儀器、攝取衍射花樣,求出衍射線的d值及相對強度,檢索出所含物相等,日本理學(xué)RIGAKU-Dmax2500,D/max-2500衍射儀主要操作都由計算機控制自動完成,掃描操作完成后,衍射原始數(shù)據(jù)自動存入計算機硬盤中供數(shù)據(jù)分析處理。數(shù)據(jù)分析處理包括平滑點的選擇、背底扣除、自動尋峰、d值計算,衍射峰強度計算等。,樣品的制備,1.樣品量>>200mg;2.須研細>>5mor200目;3.樣品按網(wǎng)上登記要求正確填寫,變溫XRD(T<1000C),研究物相的相變;吸附和脫附等。,數(shù)據(jù)結(jié)果的獲得,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)上鄰居---TESTCENTER---Dmax2500---所屬課題組---日期---樣品名.TXT,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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