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谱　学　基 础下册（XPS,XRD,UV,MS） 杨意泉 汪彩彩 吴 明 计分方式 期未开卷考，占70%； 出勤占16%； 作业占14%。 第一章 电子能谱分析 §1　光电子能谱基础知识 hν+ M M+* + e- 具有一定能量入射光子同样品中的原子相互作用时,单个光子把它的全部能量交给原子中某壳层上一个受束缚的电子,后者把一部分能量用来克服结合能,余下的就作为它的动能而发射出去,成为光电子. 能量公式推导 伴峰 表1－2 Mg靶及Al靶产生的特征X射线 摔激的条件 选律： 主量子数 △n=1,角量子数 △l=0 内量子数 △j=0,自旋量子数△S=0 谱峰远离主峰,向低动量端出现不连续峰,结合能较主峰高几个eV. 若是顺磁性物质,其强度有时与主峰相当. MnF2中Ｍn的 3S电子的光电子能谱 课堂练习 (1)由MgKα测得Cl2S的结合能Eb为276.3eV,若由AlKα(1486.8eV)测得Cl2S的动能Ek是多少? (2)计算3d5/2中内量子数j=5/2的由来? (3)图示特征X射线MgKα1的电子跃迁过程? 表1-3 不同氧化态的结合能位移 屏蔽作用 (2)荷电效应 在电子能谱仪中,X射线激发样品，产生光电子，样品带正电，这是荷电效应，其结果使谱线左移，影响电子结合能的正确测量。非金属样品不能导电，需采取消除措施：（1）利用电子枪的电子中和样品正电荷；（2）把样品涂在金属衬底上，可使样品荷电减小；（3）校正样品的荷电效应。 §2 俄歇电子能谱基础知识 俄歇过程 两种过程的几率关联 俄歇电子的标志 价电子能带上产生的俄歇电子 WVV表示，表示一个价电子填充W空穴，另一价电子游离成俄歇电子 ． 氢原子（1s1)和氦原子(1s2)只有K层电子，不能产生俄歇电子。 孤立的锂原子(1s22s1)也不可能产生俄歇电子，因为锂原子只有一个L1电子，但金属锂可以有ＬiKVV（V表示价带），因为价带中有许多价电子。 俄歇电子的能量 用EWXY(Z)表示，下标W,X,Y表示电子壳层，它指明W空穴被X电子填充使Y电子成俄歇电子。用经验公式计算： 例如，碳的KL2,3L2,3俄歇电子的能量 由表1-1查得　　　　=7，　　　　=9， 因此　　　　　≈8。设φ=3，代入上式， 得　　　　　　＝284－7－8－3＝266eV 俄歇电子的能量只与所发生的俄歇过程有关，它的能量具有特征值 课堂练习(2) (1)CN-,NO2-,NO3-三种物质的结合能N1S由左到右____(增大,减少),其理由_______. (2)Ru,RuO3,RuO3,RuO4四种物质的Ru3d5/2的结合能Eb由左到右____(变大,变小),其理由________. (3)图示AgM2N3N5俄歇电子产生的过程? (4)图示LiKVV俄歇电子产生的过程? 俄歇电子能谱 电子能量微分的方法 表1－4　某些金属－金属氧化物之间的光电子峰和俄歇电子峰的化学位移 XPS和AES应用实例 表面成分分析 深度：对于金属为5～20 ?,氧化物为20～40 ?,有机聚合物为40～100 ? 化合物的结构分析 在催化和催化剂研究中的应用 高硫合成气制甲硫醇催化剂---课题由来 K，MoS2 CO + H2 混合醇(甲醇，乙醇) K，MoS2 CO + H2 +H2S CH3SH（甲硫醇） 由甲醇和硫化氢合成甲硫醇催化剂 K,W/Al2O3 CH3OH+H2S CH3SH 反应后不同钾含量的钼氧基催化剂的S(2p) XPS谱 甲醇合成催化剂 Cu/Zn/Al CO + H2 CH3OH 催化剂的Cu 2p3/2的XPS谱图 催化剂的Cu LMM的XAES谱图 还原态催化剂的Cu LMM的XAES谱图 本章作业 P24,P28(旧) 4,5,6,8 K2MoO4/SiO2 (25/100) K-Mo/SiO2 (30-25/100) K-Mo/SiO2 (15-25/100) K-Mo/SiO2 (5-25/100) MoO3/SiO2 (25/100) 反应后不同钾含量的钼氧基催化剂的Mo(3d) XPS谱 Mo6+(3d3/2) Mo5+(3d5/2) Mo4+(3d5/2) MoO3/SiO2 (25/100) K-Mo/SiO2 (5-25