固体催化剂的研究方法

5 离子散射谱(ISS) 表面原子的质量及结构可由离子散射谱测定.按入射 离子的能量大小,可分为低能ISS(LEISS)、中能ISS (MEISS)和高能ISS(HEISS,或卢瑟福背散射RBS).在一 般表面分析实验室,常用LEISS,故本章只讲述这一方法. 不过应指出,LEISS与MEISS、HEISS之间存在着两个本质 区别:(1)LEISS有较大的离子-原子相互作用截面;(2) LEISS中入射的惰性气体离子有较大的中和化几率,这就使 得LEISS成为所有表面分析技术中表面最敏感的技术,取 样深度仅为表面最顶层的原子.1967年,Smith首次用 LEISS技术检测最表层元素组成.     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅶ) 第六章 离子散射谱(ISS)在催化研究中的应用(下)

<正> 三、在催化研究中的应用 1.ISS用于具有规整表面的模型催化剂的研究 (1) 确定表面组成的定性与定量分析通常,用ISS定性分析规整的模型催化剂是比较容易的,但也有例外,如当入射离子的能量较低(<200—300ev)时,离子与表面原子的作用时间较长,原子对离子的运动轨迹影响较大,使实验结果偏离式(3)的理论值;或在样品导电性能差引起表面电荷积累时也会偏离理论值,此时的定性分析需要较多的对比考虑等技巧。 ISS的定量分析比定性分析困难得多。在同一表面上,原子序较低与较高的元素其灵敏度相差很大。同种元素以不同方式存在时,如在体相中或作为吸附质时其灵敏度可能大不相同。例如,作者所在实验室曾在     

固体催化剂的研究方法第九章表面分析方法(下)

5　离子散射谱 (ＩＳＳ)表面原子的质量及结构可由离子散射谱测定。按入射离子的能量大小 ,可分为低能ＩＳＳ (ＬＥＩＳＳ)、中能ＩＳＳ(ＭＥＩＳＳ)和高能ＩＳＳ(ＨＥＩＳＳ ,或卢瑟福背散射ＲＢＳ)。在一般表面分析实验室 ,常用ＬＥＩＳＳ ,故本章只讲述这一方法。不过应指出 ,ＬＥＩＳＳ与ＭＥＩＳＳ、ＨＥＩＳＳ之间存在着两个本质区别 :(1)ＬＥＩＳＳ有较大的离子 -原子相互作用截面 ;(2 )ＬＥＩＳＳ中入射的惰性气体离子有较大的中和化几率 ,这就使得ＬＥＩＳＳ成为所有表面分析技术中表面最敏感的技术 ,取样深度仅为表面最顶层的原子…     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅺ) 第九章 NEXAFS在催化研究中的应用

<正> 一、引言 80年代初,随着同步辐射光源的出现和应用,发展了一系列新的表面和结构表征技术,其中以X-光吸收为基础建立的EXAFS、SEXAFS和NEXAFS已成为研究催化剂的定域结构和表征吸附物种的有力工具。第八章中已介绍了EXAFS和SEXAFS,本章将介绍NEXAFS(Near Edge X-Ray Absorption Fine Structure,近边X-光吸收精细结构)的原理及其在催化研究中的应用。 NEXAFS是研究发生在吸收边附近50eV范围内的吸收结构及其特征。在此能量范围内的吸收谱反映了     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(ⅩⅧ)——第十四章STM在多相催化表面研究中的应用(上)

<正> 一、引言在多相催化的研究中,对载体表面结构和吸附行为的了解十分重要。在过去的几十年中,许多用于表面结构分析的技术先后问世,如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射显微镜(FEM)、场离子显微镜(FIM)、低能电子衍射(LEED)俄歇谱仪(AES)、电子探针等。这些技术的发展和应用,在表面科学和多相催化领域的研究中起着重要的作用。但任何一种技术在应用中都存在这样或那样的局限,例如LEED要求样品具备周期性结构,光学显微镜和SEM的分辨率不足以分辨出表面原子。高分辨TEM主要用于薄层样品的体相和界面研究。FEM和FIM只能探测半径小于1000A的针尖上的原子结构和二维几何性质,且制样技术复杂,可用来作为样品的研究对象十分有限。还有一些表面分析技术,实际上观察到的是对较大区域(如大于10nm)和一定深度     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(ⅩⅣ)——第十二章 催化剂表面结构及其表面吸附态的激光喇曼光谱研究(上)

<正> 一、引言本世纪20年代初,Smekal从理论上预言,当频率为ν_0的单色光入射到物质上后,物质中的分子会对入射光产生散射,散射光的频率为ν_0±△ν。1928年,印度物理学家喇曼(C.V.Raman)在研究液体苯的散射光谱时,从实验上发现了这种散射,称之为喇曼散射(Raman Scattering)或喇曼光谱(Raman Spectrum),直至现在称之为喇曼光谱学(Raman Spectroscopy)。后来发现在摄取的散射光谱中,在激发线的两侧各有一组谱线,在低频一侧的谱线其频率为ν_0—△ν(ν_0为激发线的频率,△ν为该     

次级离子质谱(SIMS)及其在催化中的应用

<正> 一、引言次级离子质谱(Secondary Ion Mass spectrometry,简称SIMS)是七十年代新发展起来的一种表面分析技术。X光光电子能谱(ESCA)和俄歇电子能谱(AES)分别是由从表面发出的光电子和俄歇电子的能量大小来获得有关表面的组成和结构等信息的,而次级离子质谱SIMS则由从表面溅蚀(Sputter)出来的次级离子的组成来获得有关表面的信息。ESCA通常给出表面上4—30层厚度内的综合信息以及它们不能检测表面上的氢,而SIMS却能给出表面最外面的第一层的信息和     

催化剂研究方法(ⅩⅦ) 第十一章 红外光谱在催化研究中的应用(下)

<正> 3.氧化物表面酸性的测定酸性中心一般看作是氧化物催化剂表面的活性中心。在催化裂化、异构化、聚合等反应中烃类分子和表面酸性中心相互作用形成正碳离子,是反应的中间化合物。正碳离子理论可以成功地解释烃类在氧化物表面上的反应,也对酸性中心的存在提供了强有力的证明。为了进一步表征固体酸性催化剂的性质,需要测定表面酸性中心的类型(L酸、B酸)、强度和酸量。测定表面酸性的方法很多,如碱滴定法、碱性气体吸附法、热差法等。但这些方法都不能区别L酸中心和B酸中心。红外光谱方法被广泛用来研究固体表面酸性,可以有效地区分L酸和B酸。利用红外光谱研究表面酸性常常利用氨、吡啶、三甲基胺、正丁胺等碱性吸附质,其中应用比较广泛的是吡啶和氨。下面着重讨论利用吡啶吸附的红外光谱来研究固体酸。 Parry首先提出了利用C_5H_5N吸附测定氧化物     

用低能离子散射谱研究MoO_3/γ-Al_2O_3的表面结构

本文用低能离子散射谱(ISS)研究MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面结构。ISS的I_(Mo)/I_(Al)与时间的关系即深度剖析曲线表明,MoO_3在γ-Al_2O_3上呈单层分散状态。样品顶层的MoO_3浓度与MoO_3总含量的关系表明,单层分散含量为MoO_3在γ-Al_2O_3上的几何单层量。焙烧温度增高时,~4He~+对顶层MoO_3的溅射速度显著变缓,说明通过焙烧,表面Mo—O—Al键有所强化,即活性组份与载体之间的相互作用加强。     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅴ) 第五章 二次离子质谱与多相催化研究

<正> 一、引言二次离子质谱法是采用质量分析方法检测固体表面受离子轰击后发射出来的正二次离子或负二次离子。二次离子质谱法用英文首字母缩写为SIMS。其特点是有高的表面灵敏度。检测范围为表面1—2个原子层,检测极限一般小于10~(-6)表面单层。它能检测氢及其化合物,这是AES、XPS等表面技术所不能做到的。由于它的质量分辨率高,还可以鉴别同位素。通过对表面离子碎片的质量检测可以研究表面的化学组成、     

催化剂表面研究方法(三)

本讲内容是介绍场致发射电子显微镜(FEM)和场致发射离子显微镜(FIM)以及最近应用并迅速发展的扫描型电子显微镜(SEM),它是通过观测受到外部强电场的表面所发射的电子或离子,来研究催化剂表面的几何学结构和活性中心上吸附的微观情况。     

固体催化剂的研究方法 第十六章 电化学催化中的激光拉曼光谱法(上)

拉曼光谱是一种散射光谱 ,以单色性很好的激光作为光源 ,广泛用于原位 (ｉｎ -ｓｉｔｕ)研究各种固 -液、固 -气和固 -固界面体系 ,从分子水平上深入表征各种表面 (界面 )的结构和过程 ,如 ,鉴别分子 (离子 )在表面的键合、构型和取向以及材料的表面结构等。在研究高比表面积和低透射率的粗糙或多孔电极体系方面 ,拉曼光谱比其它光谱技术更具有优势 ,其最大的缺点是检测灵敏度非常低。在电化学研究中该缺点尤为突出 ,因为典型的电化学体系是由固 -液两个凝聚相组成的 ,表面物种信号往往会被液相里的大量相同物种的信号所掩盖。因而 ,与红外…     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅱ)——第二章 低能电子衍射及其在催化研究中的应用

<正> 一、引言固体表面的原子排列结构和吸附物在表面上的吸附位置和分布,是了解有关多相催化作用的基础。低能电子衍射(Low Energy Electron Diffraction,简称LEED)是目前使用最多的测定固体表面结构的方法。电子衍射现象是本世纪20年代发现的。1924年de Broglie 提出了粒子具有波动性质的假设。1925年     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(ⅩⅥ)——第十三章 场发射、场离子显微分析术及其在多相催化研究中的应用(上)

<正> 一、概述自场发射显微镜(Field Emission Microscope,简称FEM)问世以来,它就成为固体表面研究,特别是表面化学研究的有力工具。在FEM基础上发明的场离子显微镜(Field Ion Microscope,简称FIM)和原子探针(Atom Probe,简称AP),进一步发展和增强了场致发射显微分析术的能力。这三种显微分析手段虽然都是利用强电场条件下的隧道效应来工作,但是各有特点,而且又各自几经改进,功能越来越     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅷ)——第七章 分子束-表面散射在多相催化动力学研究中的应用(上)

<正> 一、引言分子束技术在自然科学发展中起重要的作用,早期主要集中在物理学方面,以Stern为代表,早在20世纪20年代即运用分子束技术测试了原子磁矩,用实验证实了空间量子化与电子自旋的存在。在30年代利用分子束与有序表面作用获得衍射图,证实了分子、原子具有波、粒二重性,以实验支持了量子力学理论。     

催化剂研究方法(ⅩⅤ)——第十章 核磁共振在催化研究中的应用(下)

<正> 三、应用实例核磁共振技术在催化研究中大致可分为如下三类: 1) 对催化剂(固体和液体)的组成和结构方面的特殊问题进行考察:如氟化、表面酸性或OH根的量、排列、分布性质,钠、铝、钒等金属离子、原子的位置、分布等等。 2) 探测吸附态性质:如吸附分子在表面的活动性,取向和它与固体表面的相互作用情况。 3) 阐明反应机理。如烯烃或甲醇在一些分子筛催化剂上的异构化和分裂,烯烃的醛化等,兹举例说明。 1.~1H-NMR ~1H核磁共振谱用于研究γ-Al_2O_3上甲胺的吸附态。     

pH值、盐、表面活性剂及复配物对聚(NIPAm/马来酐)纳米级颗粒的相转移的影响

利用动态激光散射技术系统研究了聚(NIPAm/马来酐)共聚物纳米级颗粒在不同pH值的缓冲溶液中和在氯化钾或离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠和DTMAB)水溶液中的体相转移。发现离子化马来酐基团赋予颗粒对pH值和电解液的感受性。当共聚物的pH>pKa时,大部分来自COO~-基团的负电荷静电斥力是防止颗粒在T>T_(tr)皱缩的主导机理。降低介质的pH值或添加阳离子表面活性剂使负     

可卡因化学传感器的研究(摘要)

<正> 1 引言盐酸可卡因(cocainum)又名盐酸古可碱,为一古老的局部麻醉药,极易透过粘膜表面,能收缩血管,用于表面麻醉,作用持久。但毒性大、易成瘾。其含量测定药典法为滴定法。文献报道了可卡因离子选择性膜电极的研制,但其结构复杂,不易复制。本文报道了一种以可卡因-古柯树叶肉浆-四苯硼钠(TPB)-十六烷基苄基二甲基铵(CBDMAC)缔合物为电活性物     

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅹ) 第八章 EXAFS和SEXAFS在催化研究中的应用

<正> 一、引言 Extended X-ray Absorption Fine Strncure(扩展X射线吸收精细结构)是指元素的X射线吸收系数在吸收边高能侧50—1000eV间的振荡。Fricke和Hertz在1920年从实验上首先发现这一现象。1931年Kronig用当时的最新成果量子理论解释固态物质的EXAFS产生原因,在自由电子近似和能带理论的基础上建立了长程有序(LRO)理论,1932年Kronig解释双原子分子Br_2的EXAFS谱又提出了短程有序     

散射波地震勘探技术在浅表层结构精细勘查中的应用研究

当地震波入射到地下时,地层介质中反射波和散射波同时存在,用单一的反射理论或散射理论来描述介质的空间结构都是不全面的。特别是结构十分复杂的浅表层介质具有强烈的不均匀性,是散射源的主要分布区域,采用散射波地震勘探技术来研究其波场特征更具合理性与针对性。工程勘查中目前应用的地震散射剖面法(SSP)以地震散射理论为基础,通过反射与散射的混合模型来解析地下空间结构,有利于提高浅表层小尺度离散地质体勘查资料的信噪比和分辨能力。SSP法在隧道路线方案比选工程勘查中的应用结果表明,在地表和地下复杂程度及震源能量基本相同的情况下,SSP资料的探测深度和信噪比均优于常规反射地震资料;工程钻探结果印证了SSP法所获信息的可靠性。散射波地震勘探技术在工程勘查应用中取得的研究成果,对油气地震勘探中低信噪比地区复杂近地表结构的精细地质调查具有现实的参考意义。