主题:【求助】关于XRF常量分析的结果问题求助(代人求助)

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我看关于XRF常量分析的结果,有的以氧化物含量的形式表示,有的却以元素含量的形式表示,不知道这两个有何差别?另外XRF能用来分析元素的价态吗?印象中一直是不能,但最近看到有些文章是用普通X荧光光谱仪分析价态的,有点疑惑。多谢解答
推荐答案:loaferfdu回复于2009/11/30
你实际上问了两个问题:
(1)第一个问题,关于常量分析的问题,我个人的看法是没有区别,氧化物是换算出来的。比如铁氧体成分分析,其中的金属元素都是以氧化物形态存在,比如MnZn铁氧体可以看成是Fe2O3、MnO、ZnO的复合体。那么测出Fe、Mn、Zn的强度就可以按照分子式换算了。一些商业软件已经提供了这样的功能。

(2)第二个问题,一般来说,XRF是不能分析价态的。我们都知道,特征X射线的产生取决于低能级的电子跃迁。比如Ka线光子就是L能级的电子跃迁到K能级释放的。
价态的变化通常由化学反应引起,与这些低能级的电子(所谓的内层电子)无关,它是原子失去价电子导致的。因为化学反应牵涉到的能量比较低,只会影响到高能级的电子(所谓的外层电子)。问题是,当原子失去外层电子后,它的内部能级位置变化吗?以Fe为例,比如Fe2+离子和Fe原子内部能级一样吗?
我们可以想见,失去了两个电子和Fe2+和Fe原子有着相同的质子数,但是电子数不同。理所应当,他们能级也应该稍有不同,间距也应该稍有不同,当然就会引起谱的结构发生变化。所以问题关键是失去两个电子后,能级间距变化有多大?如果变化大,我们就可以用XRF作价态分析了。
一般来说,这个能级间距变化不大,所以出射的特征X光子的能量变化也不大,通常的能量色散的EDXRF能量分辨率在120-250eV左右,不能够探测这个能量变化。要想探测这些谱的结构变化,必须要高分辨率仪器。
所以,现在有一些研究工作,研究X射线特征谱的精细结构和价态之间联系,大多是分辨率较高的通过波长色散型WDXRF结合PEAKFIT软件来完成的。这里给出两篇文章,供参考。

X射线荧光光谱在Fe、Mn化学态分析中的应用  作者:韩杰
http://www.analchem.cn/file/upload/2008/10/14/1227665779.PDF

《用普通X射线荧光光谱仪进行铁价态的定量分析》
龚 武
北京科技大学化学系,100083 北京
光谱学与光谱分析
SPECTROSCOPY  AND  SPECTRAL  ANALYSIS
1998年12月 第18卷 第6期 No6 Vol18 1998
科技期刊
引言:
科学工作者已发现一种元素的X射线特征谱因为价态不同而引起谱的精细结构发生变化[1],国内外一些学者对硫及一些过渡金属进行分析,找出了谱带的结构与价态之间的关系,并用于一些样品的分析[2~5]。但对铁元素的价态不同而引起X射线谱的变化,人们多从原子的内部结构上讨论引起化学位移和谱形变化的原因[6~8]。本文用普通X射线荧光光谱仪,结合自编的PEAKFIT谱处理软件[9],从收集和计算的大量谱峰数据中,找出了可用于铁元素化学价态定量分析的依据,并应用于包钢铁矿石的分析,取得了良好的结果。
补充答案:

chemchenxj回复于2009/12/01

楼上两位说的不错,我再补充一下
荧光测的是元素的特征谱线,但如果你在制作曲线时标样值是氧化物形式,例如矿物中的SiO2,虽然测的是Si-KA,结果也可以用氧化物形式表示的。一般样品中以什么形式存在,就用什么形式表示,粉末样品一般以氧化物的形式表示,金属及合金用元素形式表示
因为分辨率不够,一般的荧光是无法做价态分析的,不过听说那种有两个衍射晶体的高分辨率荧光可以进行价态分析,当然,像ARL 9800 XP这种扫描道-固定道(XRF)和衍射道(XRD)的整机一体化仪器也是可以进行价态分析的,但实际上它的衍射道(XRD)不能称之为XRF了

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你实际上问了两个问题:
(1)第一个问题,关于常量分析的问题,我个人的看法是没有区别,氧化物是换算出来的。比如铁氧体成分分析,其中的金属元素都是以氧化物形态存在,比如MnZn铁氧体可以看成是Fe2O3、MnO、ZnO的复合体。那么测出Fe、Mn、Zn的强度就可以按照分子式换算了。一些商业软件已经提供了这样的功能。

(2)第二个问题,一般来说,XRF是不能分析价态的。我们都知道,特征X射线的产生取决于低能级的电子跃迁。比如Ka线光子就是L能级的电子跃迁到K能级释放的。
价态的变化通常由化学反应引起,与这些低能级的电子(所谓的内层电子)无关,它是原子失去价电子导致的。因为化学反应牵涉到的能量比较低,只会影响到高能级的电子(所谓的外层电子)。问题是,当原子失去外层电子后,它的内部能级位置变化吗?以Fe为例,比如Fe2+离子和Fe原子内部能级一样吗?
我们可以想见,失去了两个电子和Fe2+和Fe原子有着相同的质子数,但是电子数不同。理所应当,他们能级也应该稍有不同,间距也应该稍有不同,当然就会引起谱的结构发生变化。所以问题关键是失去两个电子后,能级间距变化有多大?如果变化大,我们就可以用XRF作价态分析了。
一般来说,这个能级间距变化不大,所以出射的特征X光子的能量变化也不大,通常的能量色散的EDXRF能量分辨率在120-250eV左右,不能够探测这个能量变化。要想探测这些谱的结构变化,必须要高分辨率仪器。
所以,现在有一些研究工作,研究X射线特征谱的精细结构和价态之间联系,大多是分辨率较高的通过波长色散型WDXRF结合PEAKFIT软件来完成的。这里给出两篇文章,供参考。

X射线荧光光谱在Fe、Mn化学态分析中的应用  作者:韩杰
http://www.analchem.cn/file/upload/2008/10/14/1227665779.PDF

《用普通X射线荧光光谱仪进行铁价态的定量分析》
龚 武
北京科技大学化学系,100083 北京
光谱学与光谱分析
SPECTROSCOPY  AND  SPECTRAL  ANALYSIS
1998年12月 第18卷 第6期 No6 Vol18 1998
科技期刊
引言:
科学工作者已发现一种元素的X射线特征谱因为价态不同而引起谱的精细结构发生变化[1],国内外一些学者对硫及一些过渡金属进行分析,找出了谱带的结构与价态之间的关系,并用于一些样品的分析[2~5]。但对铁元素的价态不同而引起X射线谱的变化,人们多从原子的内部结构上讨论引起化学位移和谱形变化的原因[6~8]。本文用普通X射线荧光光谱仪,结合自编的PEAKFIT谱处理软件[9],从收集和计算的大量谱峰数据中,找出了可用于铁元素化学价态定量分析的依据,并应用于包钢铁矿石的分析,取得了良好的结果。
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元素含量、氧化物含量知识表观的不同,实际上仪器测得只是元素的含量,氧化物含量是计算值。
另外,据我所知,XRF不能用来分析元素的价态
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楼上两位说的不错,我再补充一下
荧光测的是元素的特征谱线,但如果你在制作曲线时标样值是氧化物形式,例如矿物中的SiO2,虽然测的是Si-KA,结果也可以用氧化物形式表示的。一般样品中以什么形式存在,就用什么形式表示,粉末样品一般以氧化物的形式表示,金属及合金用元素形式表示
因为分辨率不够,一般的荧光是无法做价态分析的,不过听说那种有两个衍射晶体的高分辨率荧光可以进行价态分析,当然,像ARL 9800 XP这种扫描道-固定道(XRF)和衍射道(XRD)的整机一体化仪器也是可以进行价态分析的,但实际上它的衍射道(XRD)不能称之为XRF了
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原文由 chemchenxj(chemchenxj) 发表:
楼上两位说的不错,我再补充一下
荧光测的是元素的特征谱线,但如果你在制作曲线时标样值是氧化物形式,例如矿物中的SiO2,虽然测的是Si-KA,结果也可以用氧化物形式表示的。一般样品中以什么形式存在,就用什么形式表示,粉末样品一般以氧化物的形式表示,金属及合金用元素形式表示
因为分辨率不够,一般的荧光是无法做价态分析的,不过听说那种有两个衍射晶体的高分辨率荧光可以进行价态分析,当然,像ARL 9800 XP这种扫描道-固定道(XRF)和衍射道(XRD)的整机一体化仪器也是可以进行价态分析的,但实际上它的衍射道(XRD)不能称之为XRF了

这个叫workstation
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一般来说XRF不能做价态分析的 但是有些元素的价态改变之后 由于由于有些元素俄歇电子的存在而使的其伴线的位置有所改变而可以看出来期有价态的变化
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XRF主要是针对元素的原子核外电子能量变化来分析的,与原子核与什么结合构成什么分子没有关系,例如FE 的三价、四价,一般测的是总量,区别不料,当然可能参考散射峰或其它条件等也许确定个别情况下的价态
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原文由 qitianzhiwai(qitianzhiwai) 发表:
XRF不能分析价态,XRD可以的

XRD分析的是物相,不应该叫做价态
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