同步辐射培训

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1、X射线吸收谱学实验和数据处理讲习班武汉∙2014环境科学的需求XAS的物理图像XAS的应用BeijingSynchrotronRadiationFacility北京同步辐射装环境科学的需求置X和射数线据吸分收析谱讲学习实班验在我们生活环境中的一些元素负面正面我们环境中的植物,食物和土壤可持续发展的环境：汽车尾气处理催化剂的应用：大大减少汽车尾气排放的主要污染物一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物BeijingSynchrotronRadiationFacility北京同步辐射XAS的物理图像装置X和射数线据吸分收析谱讲学习实班验X射线与物质相

2、互作用光电吸收hhMATTER透射X-射线散射h'hhComptonThomson衰减过程hf荧光俄歇电子同步辐射技术和方法同步辐射谱学：能量分辨；高亮度(通量)散射：动量分辨广谱成像：位置分辨；相干性动力学：时间分辨探测物质结构和性质的有力手段X射线吸收宏观现象µ不是常量而是变量，与样品密度，原子序数（Z），原子质量（A），X射线能量相关（E）当元素确定，µ（E）～E，与能量之间的关系为一条单调下降的曲线，可用Victoreen公式描述：34()CD当能量等于原子内壳层K,L能级的束缚能时，µ值不连续，

3、发生突跳，叫吸收边X射线吸收机制－微观过程unoccupied,CBoccupied,VBVBCBemissionvariablehIntensityXESXANEScorelevelPhotonenergyXANES=NEXAFSXANES=x-rayabsorptionnear-edgestructureNEXAFS=near-edgex-rayabsorptionfinestructureXAS=x-rayabsorptionEELS=electronenergylossspectroscopy,providesverysimi

4、larinformationtoXANESX射线吸收的黄金规则unoccupied,CBoccupied,VBvariableh从量子力学的角度μ:～

5、if

6、2ρ(E)fcorelevel初态到终态终态的态密度Dipoleselectionrulesapply(l1):的跃迁几率spXANESedges:1s–Kedgepsandd2s,2p–Ledges3s,3p,3d–Medgesdpandf4s,4p,4d,4f–Nedges.MatthewNewvillehttp://xafs.org/Workshops/IIT

7、2013XAS的物理图像ikrikrej/rEe/rj02222Rj/(K)2KjNSF(K)eej0j(K)2Sin[2KRjj(K)]jKRj从EXAFS表达式可知，为了获得结构参数N、R、σ2，我们必须准确地知道散射幅值f(k)和相移δ(k)，这一点是EXAFS分析的关键问题。标样拟合：首先要测量已知结构参数的标准样品的EXAFS实验谱，通过拟合得到标样的f(k)和δ(k)，根据标样与待测样品之间的化学参数可转移性，将标样的f(k)和δ(k)应用于待测样品。用于第一配位层参数的拟合。理论计算：应用FEFF

8、、GNXAS和EXCURVE等程序计算获得散射参数f(k)和δ(k)的方法，计算所得的散射参数并不仅限于第一层，并且还可以考虑到光电子的多重散射。(K)考虑光电子非弹性散射的可能性，吸收原子激发态寿命等因素，还需要做进一步修正，是K的函数。2表示吸收原子内的多电子效应S0范围在0.7至1之间。与配位数N相关，通常通过已知结构的标准样品获得，再转移到测试样品。光电子的多重散射当键角大于150度，多重散射很强。强的角度关联特性可用于键角的分析和测量XAS特点：具有原子选择性；能够以亚原子分辨率提供吸收原子周围的局域结构信息；对样品的状态无

9、特殊要求，即可以是固体和溶液，还可以是气体等；即可以是晶体，也可以是非晶等；可以和XRD技术结合使用，互为补充和验证。BeijingSynchrotronRadiationFacility北京同步辐射XAS的实验设施与运行装置X和射数线据吸分收析谱讲学习实班验MeasurementsTransmittanceTypeElnI/IEE0FluorescenceTypeEI/IEEf0快速扫描的XAFS测量方法:采样时间:常规XAFS为10-15min，QXAFS缩短至20-40sFluorescen

10、cedetectorPTFEcellKaptonwindow(0.5mm)20mm10mmIncidentX-raysStirredPeristalticreactorpump应用于物理化学反应的动力学过程