利用X射线近边吸收谱学方法研究蒙脱石在高温下吸附汞金属的行为

测量了分别用汞水溶液、汞和半胱氨酸混合溶液处理的蒙脱石样品在高温下汞L₃边X射线近边吸收谱. 利用这个方法研究了汞金属在蒙脱石中的吸附和解吸附行为以及氨基酸对吸附汞吸附行为的影响. 研究结果显示在没有氨基酸介入的情况下,蒙脱石中吸附的汞被6个水分子配位,或者被蒙脱石表面的氧原子配位;当引入半胱氨酸时,汞优先于氨基酸中的硫原子配位,形成更稳定的Hg-S键. 这个结果说明氨基酸的引入能够使得蒙脱石更稳定的吸附汞金属离子,大大缓解汞离子向生物圈中迁移.     

X射线吸收近边结构理论

在X射线吸收谱中,阈值之上60eV以内的低能区的谱出现强的吸收特性,称之为近边吸收结构(XANES)。它是由于激发光电子经受周围原子的多重散射造成的。它不仅反映吸收原子周围环境中原子几何配置,而且反映凝聚态物质费米能级附近低能位的电子态的结构。因此成为研究凝聚态物质的有用工具。本文较详细地介绍了XANES理论中的多重散射模型与计算方法。同时,也揭示多重散射理论与广延系统中通常采用的能带结构理论以及有限系统中的单电子的分子轨道方法之间的关系。并给出若干实例以说明XANES的多重散射理论的应用。     

表面热处理研究石墨及含杂质单壁碳纳米管的C 1s X射线吸收谱

用表面敏感光电子能谱全电子产额模式(TEY)对石墨及含杂质单壁碳纳米管的C 1s X射线吸收谱进行了研究.在高真空里表面退火处理后,石墨C 1s X射线吸收谱中未占据π^{*和σ*态特征峰之间的小峰消失,证实此峰不是来自于一直被认为的所谓的类自由电子态,而来自于样品表面态,即表面结构扭曲或吸附气体所引起的结构变化.而且π*和σ*峰强度有明显的变化,提示着在研究不同纳米管未占据态的态密度对比研究中,原位温度处理是关键的.我们通过对含杂质不同单壁碳纳米管的态密度对比研究来说明这种处理过程的必要性.}     

过渡金属二硼化物的金属K边XAS研究

结合X射线衍射实验(XRD)和金属K边的X射线吸收谱(XAS)研究了过渡金属二硼化物(TiB₂,VB₂和CrB₂).在近边吸收区,除了主吸收峰之外,还观察到了3个弱的边前峰,它们是由于金属吸收原子的3d轨道在D6h配位场下分裂,分裂后的3个d轨道与高层金属原子4p轨道发生杂化而引起的.此外,还根据XRD实验得到的晶格参数初步拟合了金属K边EXAFS谱,得到了一些有意义的结果.     

同步辐射软X射线近边吸收谱方法研究长期施肥对黑土有机碳官能团的影响

以定位20年的黑土肥料试验为平台,利用同步辐射软X射线近边吸收谱(C-1s NEXAFS)方法,研究了长期施用化肥以及化肥配施玉米秸秆对土壤有机碳官能团的影响。结果表明：与不施肥的空白处理(CK)相比,单施化肥(N,NPK)后土壤的芳香C和羧基C含量增加,脂族C和羰基C含量下降,脂族C/芳香C比值降低;与单施化肥处理相比,化肥配施玉米秸秆后芳香C含量下降而脂族C含量增加,脂族C/芳香C比值增加,并随玉米秸秆用量增加表现的更为明显;无论配施玉米秸秆与否,NPK肥混施处理的芳香C、脂族C以及脂族C/芳香C比值均高于单施N肥处理。上述结果说明,单施化肥比不施肥使土壤有机碳官能团中芳香类化合物的相对比例增加,而脂肪烃类化合物的相对比例下降;化肥配施玉米秸秆则比单施化肥增加了脂肪烃类化合物的相对比例,配施高量比低量玉米秸秆的增加趋势更为明显,同时NPK肥混施比单施N肥有利于提高脂肪烃类化合物的相对比例。C-1s NEXAFS方法能够原位表征长期定位施肥条件下土壤有机碳官能团组成的变化。     

(Fe1-xNix)2P电子结构与磁学特性的X射线近边吸收谱研究

利用X射线近边吸收谱对Fe₂P,Ni₂P及其掺杂物(Fe_1-xNi_x)₂P(x=01,025,05)中Fe,Ni,P的K边进行了研究.结合多重散射理论近边计算,讨论了金属原子不同位置格点3f,3g对近边谱特征的贡献,得出当Ni原子取代Fe原子时将优先占据Fe(3f)格点位置;根据第一性原理对能态的计算发现,不考虑磁性时不同格点P的pDOS未占据态电子结构与P-K近边吸收谱实验相符合;与考虑铁磁性Fe₂P 的DOS相比较后结果显示Fe₂P的磁性主要来源于Fe(3g)格点,铁磁性Ni₂P计算的Ni不同格点原子磁矩均接近于0,与它一般显顺磁性结论相一致. 关键词： X射线近边吸收谱 电子结构 多重散射理论 态密度     

小型掠入射式近边X射线吸收谱仪的设计

近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱包含了吸收原子的局域结构信息,由于其适用范围广,灵敏度高,已经成为研究物质结构的重要手段之一。为了研究有机物的碳1s NEXAFS谱,本文基于气体激光等离子体X射线光源,采用具有平场特性的凹面变线距光栅作为分光元件,面阵CCD作为光谱探测器,设计了一台小型掠入射式近边X射线吸收谱仪。通过优化光栅和CCD的装配方案,得到了入射角88.6°的装配参数。利用光线追迹法分析了谱仪的分辨率,该谱仪工作波段2~5 nm,在4.4 nm处分辨率可达666。通过分析各结构参量误差对谱线半高宽的影响发现,半高宽对入射角的误差最为敏感,优化的装配方案可以实现入射角的高精度调节。利用氮气等离子体光谱测试了光谱仪的性能,结果显示分辨率达到设计指标。     

单壁和多壁碳纳米管的硝酸氧化对比研究

利用同步辐射X射线近边吸收谱（XANES）分别对硝酸氧化处理后的单壁碳纳米管和多壁碳纳米管进行了系统的对比研究。实验结果表明,单壁碳纳米管容易遭到硝酸的破坏,生成大量的碳碎片,氧化所产生的氧化基团大部分形成于碳碎片上,这些吸附在碳纳米管上的碳碎片可以通过氢氧化钠溶液的清洗、过滤去除。相比之下,结构稳定性更高的多壁碳纳米管在硝酸处理过程中则显得比较稳定,大量的氧化基团形成于碳管管壁上。这种不同结构碳纳米管的不同氧化结果可能会对碳纳米管的后续修饰和应用产生重要的影响。     

X射线吸收谱研究碳与硅的纳米线/管

由于X射线吸收谱中的总电子产额(TEY)和荧光产额(FLY)具有不同的取样探测深度,分别对样品的表面和体内敏感,因而两者的综合应用为纳米材料的整体分析提供了有力的依据,是透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等传统方法分析纳米材料时的补充。同时,通过对TEY和FLY记录的X射线吸收谱的评述,作者认为X射线吸收谱可以准确、可靠地用来进行纳米线和纳米管的生长及其机理、取向、化学键合、缺陷与螺旋性等方面的研究。因此X射线吸收谱具有传统方法无法比拟的优势,是纳米材料研究领域强有力的表征工具。     

等离子体X射线吸收谱及发射谱研究

 报道计算高温高密等离子体吸收谱和发射谱（光学薄）的理论方法；该方法基于相对论原子理论，可以计算任何单元素以及多元素等离子体的谱分辨X射线吸收谱和发射谱（光学薄）；应用了量子亏损理论，可以减少计算量。利用该方法计算金等离子体LTE吸收谱，计算结果与实验符合良好。本文还对金等离子体LTE的光学薄发射谱进行了研究, 这将有利于对实验进行进一步的诊断分析。该理论计算方法还可提供等离子体内各电离度能级布居等重要物理参数。因此经“标准实验”检验的该理论计算方法将是提供ICF“精密”物理辐射参数的重要基础。     

等离子体X射线吸收谱及发射谱研究

报道计算高温高密等离子体吸收谱和发射谱（光学薄）的理论方法;该方法基于相对论原子理论,可以计算任何单元素以及多元素等离子体的谱分辨X射线吸收谱和发射谱（光学薄）;应用了量子亏损理论,可以减少计算量。利用该方法计算金等离子体LTE吸收谱,计算结果与实验符合良好。本文还对金等离子体LTE的光学薄发射谱进行了研究, 这将有利于对实验进行进一步的诊断分析。该理论计算方法还可提供等离子体内各电离度能级布居等重要物理参数。因此经“标准实验”检验的该理论计算方法将是提供ICF“精密”物理辐射参数的重要基础。     

(Fe1-xNix)2P电子结构与磁学特性的X射线近边吸收谱研究

利用X射线近边吸收谱对Fe2P,Ni2P及其掺杂物(Fe1-xNix)2P(x=0.1,0.25,0.5)中Fe,Ni,P的K边进行了研究.结合多重散射理论近边计算,讨论了金属原子不同位置格点3f,3g对近边谱特征的贡献,得出当Ni原子取代Fe原子时将优先占据Fe(3f)格点位置;根据第一性原理对能态的计算发现,不考虑磁性时不同格点P的pDOS未占据态电子结构与P-K近边吸收谱实验相符合;与考虑铁磁性Fe2P的DOS相比较后结果显示Fe2P的磁性主要来源于Fe(3g)格点,铁磁性Ni2P计算的Ni不同格点原子磁矩均接近于0,与它一般显顺磁性结论相一致.     

结构研究的新方法X射线吸收精细结构谱（XAFS）

1988年底,北京正负电子对撞机一次对撞成功的喜讯,使我们受到极大的鼓舞。因为它不仅显示了我国的科技实力和水平,而且为我国的高能物理、同步辐射及其应用奠定了良好的实验基础。同步辐射是一种强辐射源。它具有强度高、亮度大、波段覆盖范围宽、无杂质辐射线以及具有时间分辨性等许多优点,因此,     

软X射线荧光吸收谱测试方法的建立与应用

提出了一种软X射线荧光吸收谱测试方法。该方法克服了软X射线荧光产率低的问题,消除了荧光自吸收效应,采用部分荧光产额模式获得了材料的软X射线近边吸收结构。使用部分荧光产额模式对钙钛矿太阳能电池的埋藏元素、催化剂的低浓度元素,以及宽禁带半导体进行软X射线近边吸收谱研究。相比全电子产额模式,基于荧光产额模式的软X射线近边吸收结构在材料体相特性、不良导体和低浓度样品测试中更具优势。     

Symmetry role on the preedge X—ray absorption fine structure at the metal K edge

The preedge features in a system with “even”symmetry,apart from quadrupolar transition contribution,are mainly dipolar in character,associated with the existence of unoccupied states made up of mixed cation-4p with higher-neighboring cation-3d orbitals,and reflect the density of states due to the medium-range order of the system.In “odd“symmetry materials these preedge features ate the result of a transition from the ls to a final density of states of p symmetry due to an unsymmetrical mixing of the ligand wave functions with the central cation 3d orbitals,similar to atetrahedral configuration.These results are validated for Fe as a photoabsorber by comparing XAS spectra of Fe2SiO4(fayalite) to ab initio full multiple scattering calculations at the fe K edge,but pertain to all systems containing sixfold-coordinated cations.     

硅酸盐玻璃中的Na,Mg K-边XANES谱研究

本文利用同步辐射的NaK 边X 射线近边结构 (XANES)谱研究了含Na玻璃 (Na2 O SiO2 P2 O5和Na2 O SiO2 )的NaK 边的特征 ,同时建立了含磷 (P)的钠玻璃中NaK 边的能量 ,其能量位置随着P的含量增加 ,而增大其能量位置。CaMgSi2 O6(Di) NaAlSi3 O8(Ab)玻璃中MgK 边XANES的能量和Mg—O的键长有关系。在Di Ab玻璃中的Mg—O键距是 2± 0 0 4 。表明本方法可以作为研究含Mg玻璃的配位与局部结构新方法     

合成金刚石中金属Ni结构形态的扩展X射线吸收谱研究

用荧光扩展X射线吸收谱(EXAFS)方法测量了人工合成金刚石中金属熔媒Ni的结构形态。Ni呈现出面心立方结构,与纯金属Ni相似。从Ni原子周围C原子的配位和Ni-Ni原子间距的增大,说明有C原子溶解于Ni中,估算出的溶解度为9at%,大大超过常压下Ni中C原子的溶解度极限2.7at%。金刚石中Ni原子近邻配位数比纯金属状态Ni中小。这表明Ni以微粒形式分布于金刚石中,推算出这些微粒尺度约为20?。 关键词：     

机械球磨硒非晶化的XAFS研究

利用低温EXAFS和XANES方法研究了晶态Se在机械球磨过程中的结构变化—结果显示在球磨过程中引入链状分子间的中程无序，破坏了分子间的结合，而分子内Se原子以共价键结合，不易被打破．     

多壁碳纳米管束储氢机理的X射线吸收谱研究

采用X射线吸收精细结构光谱探索性地研究了多壁碳纳米管束.在多壁碳纳米管束不同入射角的X射线吸收精细结构光谱中，观察到C—H σ^*共振峰强度随入射角的变化而发生变化.在常温常压下出现C—H键可能与多壁碳纳米管束中存在缺陷有关，缺陷数量越大C—H σ^*共振峰的强度越大.光谱中C—C π^*和C—C σ^*共振峰强度的变化趋势都不同于C—H σ^*共振峰，这有力地证明了在常温常压条件下氢原子是吸附在多壁碳纳米 关键词： X射线吸收精细结构光谱 碳纳米管 储氢 化学吸附     

共振光泵X射线激光的抽运谱线和吸收谱线波长匹配实验

用octadecyl hydrogen maleate(OHM)晶体谱仪进行了4.5nm附近如下三组共振光泵X射线激光的抽运谱线和吸收谱线对波长匹配实验研究:SiXⅡ3d—2p,4.4021nm,MgX2s—4p,4.4050nm;CuXIX4f—3d,4.7329nm,MgX2p—4d,4.7310nm;和AIXI3p—2s,4.8338nm,MgIX2s²—2s4p,4.8340nm.其中第二组线对据我们所知尚未见报道.比较并讨论了这三组线对的优缺点. 关键词：