phương pháp phổ tia x

BÀI PHỔ NHIỄU XẠ TIA X (XRD) Mã HD K3 Giới thiệu Phương pháp phổ Rơnghen phương pháp vật lý hữu hiệu để nghiên cứu cấu trúc, thành phân pha tinh thể chất rắn Cơ sở phương pháp dựa tượng xạ điện từ từ nguồn phát tia âm cực (tia X) có khả xuyên qua số chắn thông thường làm đen phim, kính ảnh Các nguồn phát tia âm cực có tính chất đặc biệt gọi ống phát tia X nhà khoa học Ronghen phát tạo từ năm cuối kỷ 19 có cấu tạo gồm có hai phận catôt anốt.Chùm tia điện tử phát từ catốt gia tốc điện áp lớn anốt bay anốt với vận tốc lớn có động lớn va đập vào anốt biến thành nhiệt phần phát dạng xạ tia 10 Việc ứng dụng phương pháp phổ Rơnghen ngày rộng rãi nhiễu lĩnh vực nghiên cứu khác khẳng định vị trí quan trọng phương pháp nghiên cứu khoa học phân tích cấu trúc pha tinh thể vật liệu rắn, hỗn hợp oxit kim loại, chất xúc tác rắn, chất khoáng vô cơ, đất đá Vì việc tiếp thu sở lý thuyết phương pháp kỹ thuật thao tác vận hành máy móc thiết bị đo phổ Ronghen quan trọng cần thiết Mục tiêu thực Học xong học viên có khả - Mô tả sở phương pháp phổ Rơnghen, máy đo phổ Phân tích cấu trúc tinh thể Zeolit phổ XRD Định tính định lượng thành phần pha zeolit Thí nghiệm, thực hành đo máy phòng thí nghiệm Nội dung Cơ sở phương pháp phổ Rơnghen Phương trình nhiễu xạ Bragg-Vulf Ứng dụng phổ Rơnghen để phân tích thành phần pha tinh thể Định lượng thành phần pha Phân tích cấu trúc pha Một số phổ Rơnghen vật liệu chất rắn Cơ sở phương pháp Rơnghen http://www.ebook.edu.vn 1.1.Một số khái niệm vật liệu rắn cấu trúc tinh thể học Cấu trúc vật liệu rắn phụ thuộc vào xếp nguyên tử, ion phân tử lực liên kết chúng Vật liệu rắn có cấu trúc tinh thể nguyên tử ion xếp cách có trận tự mẫu hình lặp lại không gian ba chiều Vật liệu rắn sinh tự nhiên chế tạo người, có tính chất đặc biệt hóa học vật lý Việc chế tạo loại vật liệu phát triển nhanh nhằm đáp ứng cho nhu cầu khoa học kỹ thuật, việc hiểu biết cấu trúc tính chất chúng vô quan trọng cần thiết Trong nhóm vật liệu vật liệu kim loại vật liệu gốm hai đối tượng nghiên cứu chủ yếu phương pháp Rơnghen Vật liệu kim loại có cấu trúc tinh thể, nguyên tử xếp cách trật tự Vật liệu gốm có cấu trúc tinh thể không tinh thể hỗn hợp hai cấu trúc Vật liệu gốm vật liệu vô bao gồm nguyên tố kim loại phi kim liên kết hóa học với 1.2 Cấu trúc số mạng hình học tinh thể 1.2.1.Mạng không gian ô sở Các nguyên tử ion xếp cách trật tự lặp lặp lại không gian ba chiều chúng tạo thành vật rắn cấu trúc tinh thể gọi vật liệu tinh thể Sự xếp nguyên tử vật rắn mô tả mạng lưới chiều mà nút mạng nguyên tử (hoặc ion), gọi ma trận điểm ba chiều vô hạn Trong tinh thể lý tưởng tập hợp nút mạng quanh nút cho giống nút mạng xung quanh Như mạng không gian mô tả vị trí nguyên tử xác định ô đơn vị (ô bản) Kích thước hình dạng ô đơn vị biểu diễn vectơ sở a, b, c xuất phát từ góc ô đơn vị Chiều dài ba vectơ góc chúng , , 1.2.2 Mạng Bravais gọi số mạng Các nhà tinh thể học đưa bảy kiểu ô đơn vị để xây dựng mạng điểm tinh thể A.J.Bravais đưa 14 kiểu mạng tinh thể chất rắn kiểu ô đơn vị: http://www.ebook.edu.vn - Đơn giản - Tâm khối - Tâm mặt Tâm đáy Hình 3.1: Mạng không gian tinh thể rắn lý tưởng, ô đơn vị số mạng Từ kiểu ô đơn vị phân lớp mạng không gian theo hệ tinh thể sau: Bảng 3.1: Mạng không gian hệ tinh thể Hệ tinh thể Lập phương (Cubic) Bốn phương (Tetragoral) Trục thoi (Orthorombic) Ba phương (orhombohechal) Sáu phương (hexagoral) Một nghiêng (monoclinic) Ba nghiêng (Triclinic) Đặc trưng hình học a=b=c = = = 90o a=b≠ c = = = 90o a≠ b≠ c = = = 90o a=b=c = = ≠ 90o a=b≠ c = = 90o, = 120o a≠ b≠ c = ≠ Kiểu mạng Bravais Lập phương đơn giản Lập phương tâm khối Lập phương tâm mặt Bốn phương đơn giản Bốn phương tâm khối Trục thoi đơn giản Trục thoi tâm khối Trục thoi tâm mặt Trục thoi tâm đáy Ba phương đơn giản Sáu phương đơn giản Một nghiêng đơn giản Một nghiêng tâm đáy Ba nghiêng đơn giản a≠ b≠ c Hầu hết kim loại (khoảng≠90%) ≠ kết ≠ tinh 90o hóa rắn thành ba cấu trúc tinh thể xếp chặt là: - Lập phương tâm khối (LPTK) http://www.ebook.edu.vn - Lập phương tâm mặt (LPTM) - Sáu phương xếp chặt (SPXC) Hình 3.2: Cấu trúc tinh thể vật liệu rắn Các cấu trúc có liên kết nguyên tử chặt chẽ có lượng thấp Ô đơn vị có kích thước vô nhỏ cỡ nonamet (nm) Ví dụ kim loại Fe có cấu trúc lập phương tâm khối nhiệt độ phòng 0,287 nm tính toán số lượng ô đơn vị mm 1nm.10 6 1x n m 3.48x10 0.287nm 1.2.3 Hệ số xếp số xếp Đối với kim loại nguyên tử có số lượng nguyên tử tiếp xúc cách gần nhất, gọi số xếp (số phối tử) Số phối tử lớn mạng tinh thể dày đặc Trong cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối mối quan hệ chiều dài cạnh lập phương (a) bán kính nguyên tử (R) biểu diễn sau: a 4R (3.1) Đối với cấu trúc lập phương tâm mặt, quan hệ chiều dài cạnh (a) bán kính nguyên tử (R) sau: a 4R (3.2) Hệ số xếp (HSX) phần thể tích chiếm chỗ cầu nguyên tử ô đơn vị: HSX V1 V http://www.ebook.edu.vn (3.3) Trong đó: V1: số nguyên tử ô đơn vị x thể tích nguyên tử V: Thể tích ô đơn vị Cấu trúc lập phương tâm mặt có HSX cao 0,74 gọi cấu trúc xếp chặt Các cấu trúc lập phương khác không xếp chặt Bảng 3.2 Quan hệ số mạng bán kính nguyên tử kim loại có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt lập phương tâm khối Loại cấu trúc tinh thể LPTK LPTM Kim loại Hằng số mạng a (nm) Bán kính nguyên tử R (nm) Crom (Cr) 0,289 0,125 Sắt (Fe) Molipden (Mo) 0,287 0,315 0,124 0,136 Kali (K) 0,533 0,231 Natri (Na) Tantal (Ta) Vonfram (W) 0,429 0,330 0,186 0,143 0,316 0,137 Vanadi (V) 0,304 0,132 Nhôm (Al) 0,405 0,361 0,143 0,128 0,408 0,495 0,144 0,175 0,352 0,125 0,393 0,409 0,139 0,144 Đồng (Cu) Vàng (Au) Chì (Pb) Niken (Ni) Platin (Pt) Bạc (Ag) Cấu trúc sáu phương xếp chặt (SPXC): cấu trúc tổng số nguyên tử ô đơn vị Tỷ số chiều cao lăng trụ cạnh đáy gọi tỷ số c/a Ô SPXC khối lăng trụ lục giác gồm lăng trụ tam giác http://www.ebook.edu.vn Hình 3.3: Vị trí nguyên tử ô mạng sở: a.- LPTK , b – LPTM , c - SPXC Bảng 3.3 Hằng số mạng bán kính nguyên tử số kim loại có cấu trúc tinh thể SPXC (To = 200C) Kim loại Hằng số mạng Bán kính nguyên tử R (nm) Tỷ số c/a % lệch khỏi giá trị a c Cadimi (Cd) 0,2973 0,5618 0,149 1,890 +15,7 Kẽm (Zn) Magie (Mg) Coban (Co) Ziriconi (Zr) Titan (Ti) Benili 0,2665 0,4947 0,133 1,856 +13,6 0,3209 0,2507 0,3231 0,5204 0,4069 0,5148 0,160 0,125 0,160 1,623 1,623 1,593 -0,61 -0,61 -2,45 0,2950 0,2286 0,4683 0,3584 0,147 0,113 1,587 1,568 -2,82 -3,98 1.2.4 Cách ký hiệu vị trí nguyên tử ô lập phương Sử dụng hệ tọa độ vuông góc x, y, z Vị trí nguyên tử ô xác định khoảng cách đơn vị dọc theo trục x, y, z Thí dụ: tọa độ vị trí tám nguyên tử góc ô lập phương tâm khối biểu diễn hình sau: nguyên tử tâm (½, ½, ½) http://www.ebook.edu.vn Hình 3.4: Các mặt phẳng tinh thể lập phương đơn giản 1.2.5 Phương tinh thể mạng lập phương Đối với tinh thể lập phương số phương tinh thể thành phần vectơ phương cần tìm dọc theo trục tọa độ x y z giảm đến số nguyên nhỏ Ký hiệu chung cho số phương [ u v w ] Chỉ số phương âm ký hiệu gạch ngang số, ví dụ [ ] Mọi vectơ phương song song có số phương http://www.ebook.edu.vn Hình 3.5: Trục tọa độ vuông góc xyz 1.2.6 Chỉ số Miller Để xác định mặt phẳng tinh thể cấu trúc lập phương, thường sử dụng số Miller a Chỉ số Miller định nghĩa sau Chỉ số Miller đại lượng nghịch đảo giao điểm phân số mặt tinh thể cắt trục tinh thể x, y, z ba cạnh không song song ô lập phương Cạnh lập phương ô đơn vị đo chiều dài vị trí cắt mặt tinh thể đo theo thành phần chiều dài đơn vị b Để xác định số Miller cần phải theo trình tự sau: - Chọn mặt phẳng không qua gốc tọa độ - Xác định tọa độ giao điểm mặt phẳng với trục x, y, z (tọa độ phân số) Lấy nghịch đảo tọa độ - Triệt tiêu phân số xác định tập số nguyên nhỏ nhất, số số Miller mặt phẳng tinh thể ký hiệu chữ sau h, k, l theo trục x, y, z tương ứng Số âm viết gạch ngang [ hk l ] http://www.ebook.edu.vn Hình 3.6: Chỉ số Miller số mặt tinh thể lập phương quan trọng Hình 3.7: Mặt tinh thể lập phương có điểm cắt Ví dụ: Xác định số Miller số mặt tinh thể lập phương quan trọng sau Bảng 3.4 Tiêu chí X y z Tọa độ điểm cắt Lấy nghịch đảo 1/3 2/3 3/2 1 Triệt tiêu phân số Tiêu chí X y z Tọa độ điểm cắt Lấy nghịch đảo Triệt tiêu phân số 1 0 0 Chỉ số Miller (6 2) Tính toán Chỉ số Miller mặt phẳng (1 0) Bằng cách tương tự xác định số Miller đại lượng Trong cấu trúc tinh thể lập phương khoảng cách (d) mặt phẳng song song gần có số Miller ký hiệu dhkl tính toán theo công thức sau: d2 h2 k2 a2 l2 http://www.ebook.edu.vn (3.4) Trong đó: a số mạng 1.2.7.Chỉ số mặt tinh thể mạng sáu phương xếp chặt (SPXC) Chỉ số gọi số Miller- Bravais ký hiệu chữ h, k, i, l, (h k i l) thiết lập hệ tọa độ trục ô +c -a1 +a3 -a2 +a2 o 120 C +a1 -c -a3 Hình 3.8: Bốn trục tọa độ tinh thể SPXC Ba trục sở a1, a2, a3 hợp với đôi, góc 1200, trục thứ (c) đặt tâm ô Nghịch đảo giao điểm mặt phẳng tinh thể với trục a1, a2, a3, c số h, k, i, l Mặt đáy ô SPXC có ký hiệu (0001) Mặt bên hay mặt lăng kính tùy theo vị trí mà có số, ký hiệu khác tạo thành họ mặt { 1010 } 10 http://www.ebook.edu.vn Hình 3.30: Phổ XRD vật liệu thạch anh Hình 3.31: Phổ XRD vật liệu Analcim 6.2 Nhóm vật liệu zeolit http://www.ebook.edu.vn 41 Hình 3.32: Phổ XRD vật liệu zeolit Li-ABW Công thức hoá học: [Li4(H2O)4][Si4Al4O16] Thông số ô mạng sở: a =10,313 Ao b=8,914 Ao c= 4,993 Ao Góc alpha =90o, beta =90,o gama =90 o Hình 3.33:Phổ XRD vật liệu Zeolit AlPO-18 Công thức hoá học: Al24P24O96 42 http://www.ebook.edu.vn Thông số ô mạng sở: a =13,711Ao b=12,731 Ao c= 18,570 Ao Góc: alpha = 90, beta =90,01, gama =90 o Hình 3.34:Phổ XRD vật liệu AFG Công thức hoá học: [ Na 17K4.7 Ca 10](SO4)6 [Si24Al24O96] Thông số ô mạng sở: a = 12.76 Ao b= 12.76 Ao c= 21.41 Ao Góc alpha =90o, beta =90,o gama =120 o Công thức hoá học: [C2H8N2)(H2O)16[Al24P24O96] Thông số ô mạng sở: a = 10.321 Ao b= 13.631 Ao c= 17.454 Ao Góc alpha =90o, beta =90,o gama =90 o http://www.ebook.edu.vn 43 Hình 3.35: Phổ XRD vật liệu ALPO-EN3 Hình 3.36: Phổ XRD vật liệu euo Công thức hoá học: [H2O]36[Si112O224] Thông số ô mạng sở: a = 13.695 Ao b= 22.326 Ao 44 http://www.ebook.edu.vn c= 20.178 Ao Góc alpha =90o, beta =90,o gama =90 o Hình 3.37: Phổ XRD vật liệu MON Công thức hoá học: [ Na 0.1K4.3 (H2O)5[Si11Al4.7O32] Thông số ô mạng sở: a = 7.41 Ao b= 7.41 Ao c= 17.307Ao Góc alpha =90o, beta =90,o gama =90 o 6.3 Nhóm vật liệu kim loại oxit kim loại Hình 3.38: Phổ XRD kim loại Zn với xạ CuK http://www.ebook.edu.vn 45 Hình 3.39: Phổ XRD vật liệu TiO2 xạ CuK Thực hành chụp phổ XRD vật liệu xúc tác phương pháp rơnghen bột Mục đích: Giúp học viên nắm vững cách chuẩn bị mẫu đo, cách thao tác vận hành máy XRD giải phổ đồ, tính toán thành phần pha xác định cấu trúc pha Đánh giá kết phân tích, viết báo cáo thí nghiệm 7.1 Các công việc chuẩn bị 7.1.1 Thiết bị đo phổ với cấu hình gồm - Ống phát tia X, lọc sóng - Giá để mẫu, đế thuỷ tinh để mẫu Bộ nhận tín hiệu khuếch đại tín hiệu Bộ phận xử lý số liệu 7.1.2 Dụng cụ, hoá chất, tài liệu tra cứu - Khí N2, H2 - Cối nghiền mẫu (cối mã não) Bình hút ẩm Các mẫu vật liệu chuẩn mẫu phân tích Bộ tài liệu tra cứu thông số (ATLAS XRD ASTM) 7.2 Tiến hành thí nghiệm 7.2.1 Chuẩn bị mẫu bột phân tích - Nghiền nhỏ mẫu phân tích cho đạt độ mịn khoảng - m Cho lớp mỏng mẫu bột dàn thật mặt kính làm giá đỡ, sau đặt vào hộp để mẫu phân tích máy 7.2.2 Tiến hành chụp phổ XRD - 46 http://www.ebook.edu.vn - Trước tiên phải kiểm tra an toàn tình trạng hoạt động máy, kiểm tra điện khí - Kiểm tra ống phát tia X, dùng nguồn phát từ kim loại để biết rõ bước sóng tới ( ) Thông thường dùng nguồn CuK với = 1,54… - Mở máy chạy vào chế độ làm việc cài đặt thông số theo hướng dẫn thao tác vận hành loại máy (chú ý đọc kĩ hướng dẫn trước thao tác) - Để máy ổn định - Tiến hành chụp phổ XRD mẫu phân tích theo góc - 60 (hoặc tuỳ theo mục đích) Chụp phổ XRD mẫu chuẩn theo trình tự từ – điều kiện Kết thúc phép đo thu nhận phổ đồ Xử lý phổ đồ 7.2.3 Tính toán thành phần pha - Thành phần pha vật liệu tính toán theo công thức tài - liệu giáo trình Kích thước hạt tinh thể theo công thức Sherrer - Xác định cấu trúc pha tinh thể Tính toán thông số mạng từ số liệu phổ đồ theo công thức trình bày biết vị trí peak (góc ) Từ tính thông số mạng hkl (chỉ số Miller) xác định cấu trúc tinh thể vật liệu Xác định cường độ tương đối peak phổ định tính, định lượng pha mẫu Viết phiếu đánh giá thực hành (theo mẫu) Bảng tổng kết thực hành phân tích xác định cấu trúc thành phần pha - Tên mẫu A (nm) h2 + k2 + l2 hkl Viết thực hành thích trình thao tác Nhận xét quan hệ cường độ pic thông số mạng Nhận xét độ phân giải pic Câu hỏi tập giải phổ nhiễu xạ tia X http://www.ebook.edu.vn 47 8.1 Câu hỏi lý thuyết Câu Mạng không gian ô Mộ số cấu trúc tinh thể điển hình Câu Chỉ số Miller mặt tinh thể cách xác định Câu Bản chất phương pháp nhiễu xạ tia 10 Sự tạo thành tia X tính chất Câu Cơ sở phương pháp định tính định lượng thành phần pha tinh thể 8.2 Bài tập Phổ XRD kim loại Pb chụp theo phương pháp bột với xạ CuK ( =1.539 Ao) Tính giá trị khoảng cách mặt mạng tinh thể theo đường bậc góc =67.1 o Phổ XRD vật liệu có píc nhiễu xạ tương ứng với góc 24.3;23.4;21;và 17.5 Dùng ống phát tia Cu có bước sóng ( =1.539 Ao) Hãy tính phoảng cách mặt phẳng d góc nhiễu xạ theo phương trình Bragg Tính chiều dài cạng tinh thể dạng LPTK Fe biết phổ XRD với =2Ao Đo khoảng cách mặt chéo tinh thể (110) có góc =30o Tính góc giác kế vạch K nguyên tố Fe (1.76 A0) Se(0.992 A0) Ag (0.497 A0) với tinh thể phân tích là: a Topaz d= 1.356 b LiF d=2.014 c NaCl d=2.820 Tính vận hành tối thiuểu để kích thích vạch sau đây: a Vạch K Ca (3.064 A) b Vạch L As (9.370 A) c Vạch L U (0.592 A) d Vạch K Na (0.496 A) Chiều dài sóng cực tiểu electron lớp K Zirconi 0.7 A0 Tính cực tiểu cần thiết để kích thích electron lớp K ống phát tia 10 Xác định thông số mạng số Miller kim loại Zn có phổ XRD sau 48 http://www.ebook.edu.vn Số pic 36.31 38.98 43.21 54.32 70.08 70.64 77.04 82.09 83.72 Sin Sin Sin m in Sin x3 Sin m in http://www.ebook.edu.vn h2+k2+l2 hkl a (nm) 49 ĐÁP ÁN CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Bài 1: Phổ hồng ngoại (IR) Câu 1 cm – vi sóng 0,8 m -khả kiến 10 m -hồng ngoại 100 nm- tử ngoại 10nm tìa 10 (Rơnghen) Câu 893 cm -1 – hồng ngoại 3.104 cm-1 khả kiến 5,0 cm -1 vi sóng 8,7.10 -4 cm-1 tử ngoạ1 Câu E=h = hc/ = (6,63.10-34x3,0.1010) /5.109 = 4.10-15 Jun Câu 5.2 Câu 5.3 Câu 5.4 Câu 5.5 Câu 5.6 Câu 5.7 50 http://www.ebook.edu.vn Câu 5.8 Bài 2: Phổ hấp thu nguyên tử (AAS) Câu Phương tia λ = 300 nm (m = 1) đồng thời trùng chập phương tia λ = 150 nm (m = 2) Vậy để có tia 300 nm khiết phải dùng thêm kính lọc thích hợp để giữ lại tia 150 nm Trong máy đơn sắc cách tử có thêm kính lọc để giữ lại tia thuộc bậc nhiễu xạ khác Câu Nhận xét: Góc nghiêng ngoại, góc nghiêng 2= = 12,30 thích hợp phân giải phổ vùng tử 32,50 thích hợp phân giải phổ vùng khả kiến Việc sử dụng cách tử “ kép” vừa vừa nâng cao hiệu phân giải phổ “ đỡ tốn” cách tử Câu f= 347 mm Bài 3: Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) Câu d=0.8109Ao Câu o sin d(nm) 24,3 0,4115 1,87 23,4 21,0 17,5 0,3971 0,3583 0,3007 1,94 2,15 2,56 Câu a d 2 2, 828 A o Câu a Tinh thể phân tích Topar Đối với Se: = 42,90 http://www.ebook.edu.vn 51 b Đối với Ag: = 21,10 Tính tương tự cho tinh thể phân tích LiF Ta có kết sau : Fe = 31,80 Se = 28,50 Ag = 14,20 c Tinh thể phân tích NaCl Fe = 36,40 Se = 20,30 Ag = 10,10 Câu V 12400 x 103 12400 3,064 4046, 99V 4,04699KV V 12400 9, 370 1323 , V V 12400 0, 592 20945 , V 20 , 9459 KV V 12400 0, 496 25000 V V 12400 0, 17714 , V 17, 7143 KV V 12400 0, 17714 , V 17, 7143 KV 25KV Câu 52 http://www.ebook.edu.vn CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT IR - InfraRed spectroscopy -Quang phổ hồng ngoại XRD – X-ray Diffraction spectroscopy – Phổ nhiễu xạ tia X AAS – Atomic Absorption Spectroscopy – Phổ hấp thu nguyên tử ASTM - The Americal Society for tesying and materials HSX – hệ số xếp LPĐG – Lập phương đơn giản PLTK - Lập phương tâm khối LPTM – Lập phương tâm mặt SPXC - sáu phương xếp chặt Bán kính : r, R Bước sóng : Điện tích điện tử : e Chỉ số Miller : h, k, l Góc Cường độ : : I Hằng số Plank : h Hệ số hấp phụ : Khoảng cách : d Khối lượng : M Mật độ Mặt phẳng mạng : : h, k, l Nhiệt độ : T Nguyên tử số Nồng độ nguyên tố : : Z Xi Ô Số Avogadro : : a, b, c NA Tần số : Thế : V Thừa số cấu trúc : F Vạch đặc trưng Vận tốc Vận tốc ánh sáng : : : K, L, M v C Cường độ dòng điện : A http://www.ebook.edu.vn 53 Năng lượng : Jun Lực Điện áp : : N (Niuton) V (vôn) Cường độ điện trường : V/m Điện trở : Độ cảm ứng từ : T (tesla) Năng lượng xạ : E (eV) Mật độ quang : D Hệ số hấp thụ : 54 http://www.ebook.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Triệu, Nguyễn Đình Thành - Các phương pháp phân tích Vật lý Hoá lý, NXB KHKT, Hà nội 2001 Từ Văn Mạc - Phân tích dụng cụ - NXB KH&KT, Hà nội 1999 Nguyễn Hữu Đính, Trần thị Đà - Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử - NXB Giáo dục, Hà nội 1999 Analytical Method for Atomic absorption spectroscopy, The perkin – Elmer Coproration, 1996 B.C Smith - Fundamental of Fourier Transform IR Spectroscopy CRC press FL., 1996 G Socrates - Infared Characteristic Group frequences Tables and Charts - Wiley Chichester, 1994 Janusz Ryczkowski - IR spectroscopy in Catalysis - Catal Today, 68, 263-381, 2001 Roeges - A guide to the Complete interpretation strucrure - Wiley Chichester, 1994 http://Zeolites.ethz.ch of IR of Organic 10 James R Connolly - Introduction to X-ray Powder diffraction - EPS 400 002 , 2005 http://www.ebook.edu.vn 55 [...]... Hướng của tia nhiễu x không bị ảnh hưởng bởi loại nguyên tử ở từng vị trí riêng biệt và hai ô mạng đơn vị có cùng kích thước nhưng với sự sắp x p nguyên tử khác nhau sẽ nhiễu x tia X trên cùng một hướng Tuy nhiên cường độ của các tia nhiễu x này khác nhau Để x c định cường độ nhiễu x thường tiến hành theo 3 bước sau: - Nhiễu x tia X bởi điện tử tự do Nhiễu x tia X bởi nguyên tử Nhiễu x bởi ô... Klug Nói chung phương pháp này đòi hỏi hệ số hấp phụ khối của mẫu phải được biết trước Do vậy, nếu dùng phương pháp này để định lượng pha sẽ có sai số đáng kể Trong tài liệu có thể tra cứu hệ số này theo thừa số tán x nếu hóa học của mẫu phân tích được biết rõ 4.6 Phương pháp chuẩn nội Phương pháp chuẩn nội là phương pháp phổ biến nhất để định lượng pha trong phân tích bằng XRD Phương pháp này sẽ loại... của tia Rơnghen Tia X có những tính chất cơ bản sau: - Khả năng xuyên thấu: tia Rơnghen có khả năng xuyên qua một số tấm chắn sáng thông thường, làm đen phim ảnh - Khả năng gây hiện tượng phát quang (phổ huỳnh quanh tia X) http://www.ebook.edu.vn 17 - Gây sự ion hóa của chất khí Hiện tượng nhiễu x Nhiễu x là sự thay đổi của các tia sáng hoặc các sóng do sự tương tác của chúng với vật chất Khi chùm tia. .. Hình 3.23: Các loại giá để mẫu chụp phổ XRD 26 http://www.ebook.edu.vn - Loại ống mao quản - Loại truyền qua - Loại phản x Các bộ phận này nằm trên chu vi của vòng tròn tiêu tụ (hình 15) Góc giữa mặt phẳng mẫu và góc tia tới là Góc giữa phương chiếu tia X và tia nhiễu x là 2 Giản đồ nhiễu x theo hình học này thường được gọi là giản đồ quét 0- 2 Trong đó nguồn tia X được giữa cố định còn detectơ chuyển... nhưng chưa đủ cho nhiễu x tia X, vì nhiễu x chỉ có thể chắc chắn x y ra với các ô đơn vị có các nguyên tử ở ô góc mạng Còn các nguyên tử không ở góc ô mạng mà ở trong các vị trí khác, chúng hoạt động như các tâm tán x phụ lệch pha với các góc Bragg nào đó, kết quả là mất đi một số tia nhiễu x theo phương trình phải có mặt http://www.ebook.edu.vn 19 Hình 3.14: Nhiễu x tia X từ các mặt của mạng tinh... quan trọng khi chùm tia X chiếu vào mặt phẳng chứa mẫu, đảm bảo sự sắp x p ngẫu nhiên mà phần lớn các tinh thể tuân theo định luật Bragg Tia X được chiếu tới với cường độ tia nhiễu x được thu bằng detector, bộ chuẩn trục được đặt trên đường tia để tạo tia mảnh và tích tụ Bộ lọc đơn sắc thường là tinh thể Mẫu được quay với tốc độ Detector quay quanh với vận tốc 2 Cường độ tia nhiễu x 2 được ghi tự... nhiễu x tương ứng trên giản đồ nhiễu x Nếu mẫu gồm nhiều pha thì trên giản đồ nhiễu x sẽ tồn tại đồng thời nhiều hệ vạch độc lập với nhau Sự có mặt của các vạch nhiễu x đặc trưng là cơ sở để x c định định tính pha có trong mẫu 4.3 Phân tích định lượng bằng phổ nhiễu x tia X Dựa vào sự phụ thuộc cường độ nhiễu x và nồng độ pha theo biểu thức sau: I=K Trong đó: P i i ρ μm i (3.18) Ki- hằng số (X c... sau: - Tán x (Scattering): là quá trình hấp thu và tái bức x thứ cấp theo các hướng khác nhau Giao thoa (Interference): là sự chồng chất của hai hoặc nhiều sóng tán x tạo thành sóng tổng hợp Nhiễu x (Diffraction): là sự giao thoa tăng cường của nhiều sóng tán x 2.2 Tạo nguồn tia X Tia X được tạo ra khi các điện tử với tốc độ lớn bị kìm hãm bởi một vật chắn Rơnghen phát hiện chỗ phát tia X chính là... phẳng nguyên tử dhkl Giả thiết rằng tia tới là tia đơn sắc song song và cùng pha với bước sóng chiếu vào hai mặt phẳng này với một góc Hai tia 1 và 2 bị tán x bởi nguyên tử Q và P cho hai tia phản x 1‟ và 2‟ cùng với một góc so với các mặt phẳng A, B 18 http://www.ebook.edu.vn Hình 3.14: Nhiễu x tia X bởi các mặt phẳng của nguyên tử (A-A‟ - B-B‟ ) Điều kiện để nhiễu x là: n = SQ + QT = 2dhklSin (3.10)... sóng Trong đó: n = 1, 2, 3,…gọi là bậc phản x Phương trình Bragg có dạng sau: n = 2dhklSin (3.11) Phương trình này biểu thị mối quan hệ giữa góc các tia nhiễu x và bước sóng tia tới, khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử Nếu định luật Bragg không được thỏa mãn thì sẽ không x y ra hiện tượng giao thoa Khi n > 1 các phản x được coi là phản x bậc cao và phương trình Bragg có thể viết như sau: = 2(dhkl/n)