近边X射线吸收精细结构光谱法研究土壤腐殖质组分含碳官能团组成及磷酸根影响

应用同步辐射近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)光谱技术研究了土壤腐殖质各组分(富里酸、胡敏酸及胡敏素等)的含碳官能团组成信息,并通过分析PO43-存在条件下胡敏酸、胡敏素的官能团组成变化特征,探讨了PO43-与土壤腐殖质之间的微观作用机制。结果表明,土壤腐殖质不同组分的官能团分布具有类似的光谱特征,但组成比例存在明显差异。随着腐殖质组分的酸不溶性增加,胡敏酸、胡敏素疏水性脂肪基官能团比例显著高于富里酸,芳构化程度也明显增加,而亲水性羧基官能团比例趋于降低;PO43-通过静电作用、取代反应可以选择性释放胡敏酸中部分小分子羧基官能团,从而改变胡敏酸官能团的组成特征。此研究结果对于应用NEXAFS研究有机碳官能团形态、结构及理解PO43-在土壤微界面上的反应机制具有重要意义。

用延展X射线精细结构吸收光谱研究Zn(Ⅱ)-TiO_2体系的颗粒物浓度效应和吸附可逆性

用延展X射线精细结构吸收光谱(EXAFS)研究了不同颗粒物浓度(Cp)下重金属Zn(Ⅱ)在锐钛型TiO2上吸附产物的微观构型,考察了Cp、吸附微观构型与可逆性的关系。宏观的吸附-解吸等温线结果表明,Zn(Ⅱ)-TiO2体系的吸附等温线随Cp的增加而显著降低,有明显的Cp效应;且吸附可逆性随Cp的增加逐渐减小。EXAFS结果表明,Zn(Ⅱ)主要是通过共用水合Zn(Ⅱ)离子及TiO2表面上的O原子结合到TiO2表面上,其平均Zn-O原子间距为(1.98±0.01)。同时,第二配位层(Zn-Ti层)的EXAFS图谱分析结果表明存在两个典型的Zn-Ti原子间距,即R1=(3.26±0.01)(边-边结合的强吸附)和R2=(3.70±0.01)(角-角结合的弱吸附)。吸附密度相近、平衡浓度不同的三个吸附样品,随Cp的增加,强吸附位(N1)基本不变而弱吸附位(N2)减少,两者比值(N1/N2)由0.629增加至0.690。该比值的变化从微观角度解释了宏观吸附-解吸实验中Cp增加,可逆性减小的实验现象。同时,EXAFS实验结果也从微观上证明了亚稳平衡态吸附理论(MEA理论)的吸附密度(Γ)不是状态函数的基本假设。

第9届X射线吸收精细结构会议述评

1 会议概况由欧洲同步辐射装置ESRF主办的第9届X射线吸收精细结构(XAFS)国际会议于1996年8月25日至30日在法国Grenoble市世界贸易中心暨会议中心举行。与会代表近600人,在会上发表论文约700篇,其中大会特邀报告13篇。会议还举办了同步辐射用仪器设备展览,一些有名的公司如EURISYS MESURES,KOHZU JOBIN YVON等,展出了单色器、阀门和测角器等各种设备的样品与样本。从会议内容来看,值得注意的有以下几点。 (1)共振X射线发射光谱与非弹性X射线散射。

在硅酸盐矿物,玻璃和熔体中Si和Al的配位与局部结构:K-边X射线吸收光谱研究

本文采用同步辐射的 Si K-边 X-射线吸收近边结构 (XANES)谱研究了 Si在 Si O2 - P2 O5 和 Na2 O-Si O2 - P2 O5 的低压磷硅酸盐玻璃中结构与配位 ,以及 Si的配位几何随玻璃中 P2 O5 含量而变化 :同步辐射的 AlK-边 XANES谱研究了 Al在铝硅酸盐成分为 Na Al Si2 O6 - Na Al Si3O8的玻璃和熔体中的配位和局部结构 ,并提供了直接的实验证据来证明该成分的玻璃体系中由于压力的变化所诱导 Al配位的变化。

Sn-C_(60)薄膜的紫外吸收光谱和X-射线衍射谱分析

对Sn C6 0 薄膜进行紫外可见光吸收、X 射线衍射和扫描电镜的测量结果显示 ,薄膜样品紫外可见光吸收的两个短波段吸收峰比纯C6 0 薄膜的吸收峰显著下降 ,说明Sn C6 0 薄膜的电子光吸收跃迁为间接跃迁 ,能带中有杂质能级的存在 ;样品的X射线衍射峰则对应于面心立方结构 ;扫描电镜结果显示薄膜为纳米级颗粒组成。

X-射线荧光光谱法与红外吸收法联合测定萤石中氟化钙

采用四硼酸锂熔融样品，制成玻璃体熔片，然后用X-射线荧光光谱法测得熔片中总钙含量，减去通过用红外吸收法测得样品中碳含量，换算得到CaCO3中的钙含量，进一步求得萤石中CaF2含量。此方法简便、准确，CaF2含量测得范围广，应用到质量分数为20％～98％氟化钙的测定，测定值与认定值和化学法测定值吻合，最大标准偏差为0．5％，方法能满足日常分析要求。

同步辐射X射线吸收光谱在环境矿物学中的应用

本文介绍了同步辐射X射线吸收光谱(XAS)在环境矿物学中的应用与进展,尤其是在矿物载体催化剂的环境催化活性研究、固-液界面的微观机制研究、毒性痕量元素在矿物中赋存状态的研究、核废料的矿物处置研究等方面的发展现状。最后指出,XAS对推动环境矿物学的发展、优化环境矿物材料和原料的工艺流程具有独特的优势,在我国还有待进一步加强其发展和应用。

X射线吸收光谱及发展

X射线吸收精细结构光谱是一种比较复杂的光谱,因其发生机理在不同能量段是不同的,故不同段有不同的用处,经历了一个数十年的发展过程。本文按其发展逐步深入地介绍了其各能量段的产生机理及由此可得的结构参数,择要介绍了它在一些领域的应用及在技术和应用等各方面的发展近况,还简要总结了它在我国的发展历程。

粉末压片-X射线荧光光谱法与红外吸收光谱法联合测定萤石中各组分

采用粉末直接压片法,用X-射线荧光光谱法[1]测得萤石中Ca总量,Fe2O3,P,SiO2,K2O的含量,再用红外吸收光谱法测得样品中碳含量,换算得到CaCO3中的钙含量,进一步求得萤石中CaF2含量。此方法简便、准确。用9个标准物质制定了工作曲线,并进行了自测,另用该系列中5号样品(GBW07254)进行准确度和精密度测试,结果令人满意。

X-射线荧光光谱法快速测定粮食中镉含量

探讨了X-射线荧光光谱法快速测定粮食中镉含量的效果,并将这种方法与石墨炉原子吸收光谱法进行比较。结果表明,X-射线荧光光谱法镉检出限为0.026 mg/kg;定量限为0.061 mg/kg;仪器准确性、重复性以及稳定性均符合要求;台间差无显著性差异。X-射线荧光光谱法简单、操作方便、灵敏度高、无环境污染。可应用于现场收购,及时将镉超标粮食与非超标粮食分类存放,防止二次污染,对确保粮食质量安全具有重要意义。

静态法和X射线吸收精细结构光谱技术研究腐殖酸对Eu(Ⅲ)在高庙子膨润土上的吸附影响

膨润土由于其高吸附性和低渗透性而受到广泛的研究.在本文中,利用XRD、FTIR和酸碱滴定对我国内蒙古高庙子膨润土进行了详细的表征和分析.用静态法研究在温度为25±2℃和0.01mol/L NaClO4溶液中,pH值、腐殖酸、接触时间和Eu(Ⅲ)初始浓度对Eu(Ⅲ)在钠基膨润土上的吸附影响.研究结果表明Eu(Ⅲ)的吸附受pH值影响明显.在低pH值条件下,腐殖酸对Eu(III)的吸附影响微弱,而在高pH值条件下腐殖酸降低Eu(Ⅲ)的吸附.X射线吸收精细结构光谱(XAFS)技术对吸附在膨润土上的Eu(Ⅲ)局域微观结构研究结果表明,在pH为4.15条件下,Eu在膨润土上与其周围的氧原子间的距离大约为2.39.本文中的研究结果对于评估其他三价镧系和锕系元素在作为填充材料的膨润土上的吸附和迁移具有重要的意义.

X射线光谱在生命起源和全球气候变化等若干重大科学问题中的研究进展

生命起源、全球气候变化等是关系到人类未来命运的重大科学问题,X射线光谱(XRS)可原位测定物质组成与元素形态,在解决重大科学问题、揭示自然规律中发挥了重要作用:(1)在生命起源探索中,通过RNA结构和海洋热液自养体系元素形态分析,揭示了RNA形成机制和生物地球化学规律;(2)在地球早期生命研究中,通过沉积纹层、细胞组构测定,发现了远古生物保存机制与证据;(3)在全球碳循环研究中,通过物相与元素形态分析,揭示了铁源生物有效性与碳汇机制。利用XRS从微纳米尺度原位测定元素三维空间分布与形态,实现活体分析蛋白质信息传递与生物响应过程,探索元素与有机质构效关系,揭示生命起源与生物代谢机制及全球气候变化规律,是XRS未来发展中的重要领域;作为冶金、材料、地质、文物、工矿、生态、环境、医学与生命科学等领域中的重要分析手段,XRS所特有的无损、原位与活体分析特性,已呈现了巨大应用价值,在未来探索重大科学问题、解决关键技术难点的研究中,X射线光谱分析技术必将发挥更大作用。

激光驱动的多层膜复合靶M带辐射光谱研究

时间分辨X射线吸收精细结构谱技术需要产生高亮度、均匀、宽光谱的X射线源。单一靶材产生的M带辐射源亮度高,但均匀性较差,因此提出了一种使用多种金属材料制备的多层膜复合靶产生M带辐射的方案。针对Si的K边X射线吸收谱实验,根据前期单一靶材M带光谱实验数据理论计算了最优的材料比例,制备了Au、Yb、Dy三种材料组成的多层膜复合靶,并在神光II激光装置上开展了脉冲激光驱动的多层膜复合靶辐射光谱测量,实验结果和理论计算基本一致。相比单一靶材,多层膜复合靶产生的M带辐射源具有光谱宽、整体亮度均匀的优点,在时间分辨X射线吸收精细结构谱中具有较大的应用潜力。

X-射线荧光与红外联合测定萤石中各组分含量

采用粉末直接压片法,用X一射线荧光光谱法测得萤石中Ca总量、Fe2O3、P、SiO2、K2O的含量,再用红外吸收法测得样品中碳含量,换算得到CaCO3中的钙含量,进一步求得萤石中CaF2含量。此方法简便、准确。用9个标准物质制定了工作曲线,并进行了自测,另用该系列中5号(GBW07254)进行准确度和精度测试,结果令人满意。

X射线吸收精细结构技术在放射性核素界面反应中的应用

X射线吸收精细结构（X-ray absorption fine structure,XAFS）技术是同步辐射应用的一个最重要方向之一,XAFS技术可以原位探测中心原子的2—3个邻近配位壳层,获得中心原子的电子结构和微观化学结构信息,已成为微观领域最重要的结构分析工具。在环境科学领域,XAFS技术可以在分子水平上研究污染物尤其是金属离子在天然颗粒物、土壤、沉积物、植物组织以及生物体等环境界面反应的微观结构和反应机制,揭示金属离子在环境界面发生物理化学反应的价态变化规律、电子结构变化规律以及化学形态变化规律等重要科学问题,丰富我们对元素的重要化学性质和反应过程的认识。本文简要介绍了XAFS的基本原理,重点综述了应用XAFS技术探讨矿物、腐殖质、植物组织和微生物等对放射性核素界面反应机理的主要研究进展,并对XAFS技术在多相体系对放射性核素的界面反应、生物体对放射性核素的耐毒机理等方面的可能应用进行了展望,以期为放射性核素环境污染的修复和治理提供技术帮助和支持。

皮革鞣制中铬角色的扩展X-射线吸收精细结构研究

将扩展X-射线吸收光谱（EXAFS）用于研究鞣制胶原的碱式硫酸铬（Ⅲ）盐以厦用这些盐鞣制的革。在模拟工业生产的鞣制工序时，加入碳酸钠将含有皮革的浴液pH值凋节到4。在实验的皮革样品中，与胶原基体结合的线性四面体铬盐是占绝大多数的。铬原子平均被6个相邻氧原子包围，两个铬原于之间的距离是最近的，并且在邻近配位体中大概有6个氧原子；后者是通过EXAFS在实验的极限条件下测得的。

用EXAFS研究pH对水溶液中Zn(Ⅱ)微观结构的影响

用扩展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了溶液中重金属Zn(Ⅱ)在不同pH条件下的微观结构。在酸性条件下(pH<7.0),锌离子以六配位八面体结构的水合离子存在,Zn-O原子平均间距为2.08A。随着pH升高,Zn(Ⅱ)的微观构型从六配位的八面体结构转变为四配位的四面体结构,Zn-O原子间距为1.96A。EXAFS结果从分子水平表明,Zn(Ⅱ)在不同pH下其存在形式和微观结构不一样。这些微观结构信息对研究不同pH环境下Zn在颗粒物—水界面和溶液中的反应有重要意义。

还原条件对CO_2加氢用Fe/TiO_2催化剂结构的影响

考察了 5 %Fe/TiO2 催化剂在CO2 加氢制低碳烃中的催化活性 .最佳结果显示 ,CO2 转化率为 19 1% ,C2 +烃选择性为 5 0 1% .用X射线粉末衍射、激光拉曼光谱、穆斯堡尔谱及FeK 吸收边扩展X射线吸收精细结构等研究了该催化剂在还原条件下的体相及表面结构 .结果表明 ,在Fe/TiO2 中 ,主要存在超顺磁的Fe0 ,α Fe,配位不饱和的Fe2 +物种及体相FeTiO3.还原温度对Fe/TiO2 催化剂的体相和表面结构及催化性能有显著的影响 .高温还原会破坏催化剂的表面结构 ,导致催化活性显著下降 .将催化活性与体相及表面结构相关联 ,提出Fe0 与配位不饱和的Fe2 +物种之间的协同作用是催化剂显示较高活性的重要原因 .