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Ni2p谱的震激伴峰结构
Cu2+震激伴峰结构 Cu2p谱的震激伴峰结构 Ce Oxides Fe的震激峰(S)的化学态指认 Co氧化物2p谱的震激伴峰结构 Ni2p谱的震激伴峰结构 几种碳纳米材料的C1s光电子峰和震激峰谱图 C1s的结合能在不同的碳物种中有一定的差别。在石墨和碳纳米管材料中,其结合能均为284.6 eV;而在C60材料中,其结合能为284.75 eV。由于C 1s峰的结合能变化很小,难以从C1s峰的结合能来鉴别这些纳米碳材料。 震激峰的结构有较大的差别,因此可以从C1s的震激峰的特征结构进行物种鉴别。 在石墨、石墨烯和碳纳米管材料中,由于C原子以sp2杂化存在,并在平面方向形成共轭?键。这些共轭?键的存在可以在C1s峰的高能端产生震激伴峰。这个峰是其共轭?键的指纹特征峰,可以用来鉴别这些纳米碳材料。C60材料的震激峰的结构与石墨和碳纳米管材料的有很大的区别,这些峰是由C60的分子结构决定的。在C60分子中不仅存在共轭?键,并还存在?键。因此,在震激峰中还包含了?键的信息。 (2)、多重分裂(multiplet splitting) 偶尔会看到s轨道的分裂。与价壳层中存在未配对电子相关。 这种现象普遍发生在过渡元素及其化合物里,其裂分的距离往往是对元素的化学状态的表征。根据谱线是否劈裂,裂分的距离有多大,再结合谱线能量的位移和峰形的变化,常常能准确地确定一元素的化学状态。由于裂分距离与荷电无关,这对绝缘样品的分析尤其有利。 在很多例子中多重分裂效应被震激效应掩盖和干扰,所以在化学状态分析中,从谱线裂分所获得的信息必须与其他信息相结合,才能作出可靠的判断。 MnF2的Mn3s电子的XPS谱 Mn的价电子构型:3d54s2 Mn Oxides Mn3s多重分裂 Mn3s多重分裂峰的强度比应为 I(S+1/2)/I(S-1/2) = (S+1)/S Mn(II) I(7S)/I(5S)=7/5; Mn(IV) I(5S)/I(3S)=5/3; Mn3s多重分裂能量间隔正比于(2S+1) Species ΔEb(3s) Species ΔEb(3s) MnO 6.10 MnBr2 4.80 Mn3O2 5.40 MnCl2 6.00 MnO2 4.50 MnF2 6.40 Fe3s电子的XPS谱 Fe的价电子构型:3d64s2 Fe3s多重分裂 Fe3s多重分裂能量间隔: Species ΔEb(3s) Species ΔEb(3s) Fe 3.90 Fe2O3 7.30 FeS 6.30 FeBr3 4.90 FeBr2 4.20 FeCl3 6.20 FeCl2 5.60 FeF3 6.70 FeF2 6.00 Cr 3s多重分裂 Species ΔEb(3s) Species ΔEb(3s) Cr 3.10 Cr2O3 4.10 CrBr3 3.10 CrO2 3.50 CrCl3 3.80 Cr2S3 4.20 CrF3 4.20 Cr3s多重分裂能量间隔: Cr的价电子构型:3d54s1 La 3d 谱的多重分裂 Ce 氧化物的多重分裂结构 6.2.4、价带谱结构 价电子谱线对有机物的价键结构很敏感,其价电子谱往往成为有机聚合物唯一特征的指纹谱,具有表征聚合物材料分子结构的作用。 目前用XPS研究聚合物材料的价电子线,以期得到这类材料的分子结构的信息的工作已得到了相当的发展。 价带谱的结构和特征直接与分子轨道能级次序、成键性质有关。因此对分析分子的电子结构是非常有用的一种技术。 从价带谱结构分析材料的能带结构,需要对材料的能带结构进行一定的模型理论计算,以和实验得到的价带谱结果进行比较来进行。一般情况下理论计算工作是十分复杂和困难的,因此,在通常的研究中我们主要比较价带谱的结构来进行唯象的分析。 碳材料价带谱结构 Sn氧化物价带谱结构 SnO 与 SnO2 有近似的结合能 用XPS价带谱可区分这些Sn氧化物。 思考题 用X射线光电子能谱进行元素鉴别时的一般分析步骤有哪些? XPS进行化学态分析的依据有哪些?能得到哪些有关表面的物理和化学信息? 第6章 定性分析方法 元素组成鉴别 化学态分析 XPS和AES的表面灵敏特性,再加上非结构破坏性测试能力和可获得化学态信息的能力,使其成为表面分析的极有力工具。 定性分析主要是鉴定物质的元素组成及其化学状态。 XPS还可以进行官能团分析和混合物分析。 XPS定性分析的相对灵敏度约为0.1%。 6.1、元素组成鉴别 目的:给出表面元素组成、鉴别某特定元素的存在性。 方法:通过测定谱中不同元素芯光电子峰的结合能直接进行。将实验谱图与标准谱图相对照,根据元素特征峰位置(及其化学位移)确定样品中存在哪些元素(及这些元素的化学态)。 依据:元素定性的主要依据是组成元素的
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