文档介绍：X射线光电子能谱基础知识 及其在炼油催化剂研究中的应用
107组邱丽美 电话:8299
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
分析对象:固体、液体、气体?
信息深度:体相、表面?
用途:元素定性、定量、化学态?
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电子能谱
X射线光电子能谱
X-Ray Photoelectron
Spectroscopy (XPS)
Or Electron Spectroscopy
for Chemical Analysis (ESCA)
紫外光电子能谱
Ultraviolet
Photoelectron
Spectroscopy (UPS)
俄歇电子能谱
Auger Electron
Spectroscopy (AES)
激发源
EDS
激发源
能量范围
( eV )
线宽
(eV)
应用范围
X
射线
(Al, Mg
等
)
~ 1000
~
内层和价层电子
紫外光
(He I, II
等
)
~ 20
-
40
<
价
电
子
电子枪
~2000
-
5000
<
俄歇电子
提纲
基本原理及用途
谱仪基本构造
谱图解析
XPS扩展功能
注意事项
在炼油催化剂中的应用
在RIPP的应用举例
结语
一、 XPS基本原理和用途
人民网科技消息:2007年诺贝尔化学奖已揭晓,来自德国马普弗利兹-哈伯研究所的格哈特·埃尔特(Gerhard Ertl)因在固体表面的化学过程研究中的贡献独得该奖。
XPS基本原理
h= Ek + Eb +
h―入射光子能量
Ek ―光电过程中发射的
光电子的动能
Eb ―内壳层束缚电子
的结合能
―谱仪的功函数
结合能(Binding Energy)
-----其值等于把电子从所在的能级转移到Fermi能级时所需的能量,它是进行元素定性分析的基础
化学位移(Chemical shift)
-----原子的内层电子结合能随周围化学环境变化的现象,是进行元素化学态分析的基础
Core levels
h
Valance band
EF
EV
Binding Energy
ic Energy
Characteristic Photoelectron
定性分析-谱线的类型
XPS的采样深度与光电子的能量和材料的性质有关。一般定义X射线光电子能谱的采样深度为光电子平均自由程的3倍。根据平均自由程的数据可以大致估计各种材料的采样深度。一般来说, ~2 nm, 对于无机化合物为1 ~3 nm, 而对于有机物则为3 ~10 nm。
d=3lsinq
XPS的采样深度
XPS----固体表面元素定性、相对半定量和化学态
峰位和峰形元素定性、化学态
谱峰强度元素定量分析
价带谱分子轨道的电子结构分析
原子中单个电子的运动状态可以用量子数n, , m1, ms来表示。
n:主量子数,每个电子的能量主要取决于n。E=- (eV)。n=1,2,3,4……,分别对应着K, L, M, N……等壳层。
:角量子数,决定了电子云的几何形状。不同的l值将原子内的壳层分为几个亚层,即能级。值与n有关,0,1,2,……,(n-1)。分别对应着s,p,d,f等能级。在给定的壳层上, ,E。
m1:磁量子数,决定了电子云在空间伸展的方向(取向)。给定后,m1可以取[- ,+ ]的任何整数。
ms:自旋量子数,表示电子绕其自身轴的旋转取向。与上述3个量子数无关,取+½或者-½。
原子能级的划分: