沸石及沸石催化基础-6.ppt

第六章沸石的结构表征黄崇品无机楼 310 , 64412054 ******@. 表征方法?骨架部分表征结构(结晶性、晶系、晶胞等)、化学组成、杂质、结构的不完整性?孔穴部分表征孔径、比表面、孔尺寸分布、孔穴形状等?性质表征吸附性质、催化性质测定结构及对性质进行表征表征方法?衍射(电子衍射、中子衍射、 X射线衍射和同步辐射源等) ?光谱(IR, Raman …) ?波谱(ESR, NMR …) ?显微技术(TEM, SEM, AFM, STM …) ?吸附与脱附、热分析等技术(Isotherms) ?催化反应探针分子等 X-射线粉末衍射技术? Bragg 方程??n d hkl lkh? sin 2 ***图 3-1 平面点阵的衍射方向 21d) cos 2 cos 31( ) cos )(cos (2 sin )(1??????????????a hl kl hk lkhd 21d 2 222a lkh?? 21d 21d 21d ) cos 2 cos 31( ) cos )(cos (2 sin )(1??????????????a hl kl hk lkhd 晶系(英文名称) 点阵参数 d值公式立方(等轴), Cubic a = b = c α= β= γ= 90 o= 正方(四方、四角), Tetragonal a = b ≠ c α= β= γ= 90 o= + 正交(斜方), Orthogonal (Orthorhombic 、 Rhombic) a ≠ b ≠ c α= β= γ= 90 o= + + 六方(六角), Hexagonal a = b ≠ c α= β= 90 oγ= 120 o= + 三角(菱方、菱形), Trigonal (Rhombohedral) a = b = c α= β= γ≠ 90 o 单斜, Monoclinic a ≠ b ≠ c α= β= 90 o≠γ三斜, Triclinic a ≠ b ≠ c, α≠β≠γ≠ 90 o 2 22a kh? 2 2c l 2 2a h 2 2b k 2 2c l3 4 2 22a khk h?? 2 2c l XRD 技术?物质的每一种晶体结构都有自己特征的 XRD 谱峰! ? XRD 谱峰库(卡片)?粉末衍射和单晶衍射表3-3 从X射线粉末衍射谱图能得到的材料的特征测量材料的性质和信息峰位置(2θ角度值)多余的峰系统消光背底峰宽峰强度晶胞尺寸杂质(或指标化错误)对称性是否有无定形存在晶体(域) 尺寸、应力/ 张力、堆垛层错晶体结构 XRD 粉末技术?纯度分析?结晶度?是否有杂相?是否发现未知相? ?测定骨架杂原子?因为骨架杂原子的加入可以改变晶胞参数?晶体粒度根据 Scherrer 公式计算平均粒径 B(2 θ)= λ/(Lcos θ) 由于只有晶体大到一定尺寸( 至少需要 6~8 个晶胞) 才能观测到衍射峰,因此,衍射方法测量晶粒尺寸有一定的限制, 例如,对于八面沸石,其晶胞约为 ,测量的极限尺寸为 15~20nm 。单晶 XRD 技术?单晶衍射法的优势在于它是得到一个三维的谱图没有不同衍射峰之间的重叠。?多晶衍射法是将三维的谱图压缩成一维谱图,造成了许多衍射峰的重叠。?原则上,从单晶衍射法分析可以得到所有结构信息,此法是最准确最可靠的测量晶体沸石及分子筛结构的方法。?采用电荷耦合探测器( CCD ), 晶体可到 10 微米左右;收集数据的时间仅为 6-8 小时;偏离因子一般可达到 以下。?传统的 X 射线单晶样品体积至少在 100 微米;时间大约是 3-4 天。 XRD 进展