现代仪器分析期末复习秘笈.doc

1.程序升温技术的种类有哪几种，可以获得哪些信息？每一种分析技术的主要参数是什么？答：程序升温技术的种类：程序升温脱附（TPD）、程序升温还原（TPR）、程序升温氧化（TPO）、程序升温硫化（TPS）、程序升温表面反应（TPSR）。每一种分析技术的主要参数：载气流速、升温速率，其中：TPD的 6个参数：1、载气流速(或抽气速率；)2、反应气体/载气的比例(TPR)；3、升温速率；4、催化剂颗粒大小；5、吸附(反应)管体积和几何形状； 6、催化剂“体积/质量”比TPR 、TPO：载气流速、升温速率、催化剂重量可以获得以下重要信息：l.表面吸附中心的类型、密度和能量分布；吸附分子和吸附中心的键合能和键合态。2.催化剂活性中心的类型、密度和能量分布；反应分子的动力学行为和反应机理。3.活性组分和载体、活性组分和活性组分、活性组分和助催化剂、助催化剂和载体之间的相互作用。4.各种催化效应协同效应、溢流效应、合金化效应、助催化效应、载体效应等。5.催化剂失活和再生。2.扫描电镜，透射电镜，原子力显微镜的成像特点以及对样品的要求，可以得到那些信息？答：扫描电镜（SEM）:可得到二次电子像、背散射电子镜。要求样品：1）尽可能保持活体时的形貌和结构；2）尽可能防止样品的变形；3）具有表面良好的导电性，不导电的样品要求镀一层导电膜。得到信息：可用于观察样品表面形貌的信息，还可利用样品发出的其他信号作出微区成分分析。透射电镜（TEM）:得到透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的二维图像。样品要求：1）制备很薄以利于电子穿过；2）样品在适当的溶液中具有良好的分散热，然后滴在支持膜上，再用铜网承载。得到信息：用于观察物质的微观的物相分析、结构分析、成分分析（电子衍射确定晶体位向、晶体缺陷结构及晶体学特征）原子力显微镜（AFM）:得到样品表面原子级三维立体形貌图像、软硬空间分布图 样品要求：生理状态的各种物质，在大气或溶液中都能进行，只需对很少的样品要求做前期的处理。得到信息：用于研究材料的各种表面结构，测试其硬度、弹性、塑性等力学性能，也可以获得表面委屈摩擦性质，还可以操纵原子、分子进行纳米尺度加工的力行为。3.晶体学理论和结构研究理论是否测量非晶体，应用什么方法可以同时测量晶体和非晶体？X射线测定晶系时分别表示什么状态的分子的分子被激发出来。答：不适合，用扩散X射线吸收精细结构（EXAFS）可用测量晶体和非晶体在入射X射线光子的能量与内层电子激发所需能量相等时，会导致吸收增加，使电子电离为光电子，产生突跃（吸收边），由K层电子（1S电子激发）被激发而形成的吸收边称为K吸收边，由L壳层电子被激发而形成的吸收边为L吸收边，由于L壳层电子又可以分为三种能态，所以L吸收边又分为L1 L2 L3(如2S电子跃迁形成L1 ，2P电子对应2P1/2 2p2/3两组形态分别形成L2 L3 边)4.元素分析已经确定元素的化学式，需要用什么波谱，及分析时的大致步骤答：可以用来分析的波谱有：紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMRS）、电子自旋共振（ESR）、质谱（MS）等大致步骤：1. 利用质谱确定分子离子峰以确定分子量2.利用质谱的分子离子峰（M）和同位素峰（M+1）（M+2）的相对强度获得可能的分子式3.由分子式可计算不饱和度，继而检测化合物的大致类型4.从紫外光谱计算E值，根据E值和最大吸收峰（）的位置，可检测化合物是否是共轭体系或芳香族化体系5.红外光谱可提供分子中可能存在的光能团信息6.由质谱的分子离子峰、碎片离子峰分析分子的片段，根据质荷比推测可能失去的分子片段连接方式7.由核磁共振谱可获得分子中含氢的种类型、个数、相邻峰之间的联系来验证推测结构是否合理。5.用固体表面测定酸度的方法可测得那些结果，以确定的常见的测酸位的方法有哪些？答：通常对固体酸酸位的表征包括酸位的类型、酸度、酸总量、酸位的微观结构四个方面。表征方法有：吸附指示剂滴定法、程序升温热脱附法、红外光谱法、吸附微量热法、热分析方法和核磁共振谱等。常见的测酸位的方法有：吸附指示剂滴定法（这个方法从理论依据到试验操作都有不少缺陷，如到达吸附平衡耗时长等），吸附微量热法（能定量的测得表面算的酸量和强度，但不能直接区分B酸和L酸），红外光谱法（用NH3、吡啶、三甲基胺等碱性吸附质吸附后测得的红外光谱来测定B酸和L酸，但对同一固体表面上酸强度的变化的研究还比较缺乏）6.分子结构与荧光的关系：答：（1）跃迁类型： * 的荧光效率高，系间跨越过程的速率常数小，有利于荧光的产生；（2）共轭效应：具有芳香环或杂环的分子有利于提高共轭度，增加荧光强度（3）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。（4）取代基效应：芳环上有供电子基如-OH-、-NH2，使荧光增强。芳环上有吸电子基如-COOH-、-CO，使荧光减弱。取代基为-SO3H则不影响荧光强度。7.离子峰的类型有哪些，简述分子离子峰的规律？答：离子峰的类型有：分子离子峰，同位素离子峰、碎片离子峰、重排离子峰、两价离子峰、离子分子反应峰、亚稳离子峰离子峰的规律（N规律）：由C、 H、 O组成的化合物，M的m/e一定是偶数由C、 H、 O、 N组成的化合物，N的原子个数为奇数时，M的m/e一定是奇数由C、 H、 O、 N组成的化合物，N的原子个数为偶数时，M的m/e一定是偶数8. HPLC选择流动相要求：答：1.动相应不改变填料的任何性质。要求流动相溶剂纯度高，化学稳定性好。必须与检测器匹配。粘度要低（应2cp）对待测样品的溶解度要适宜，即必须具有合适的极性和良好的选择性。样品易于回收。应选用挥发性好、毒性小、安全性好的溶剂。流动相的脱气：1.所用流动相必须预先脱气，否则容易在系统内逸出气泡，影响泵的工作。2.气泡还会影响柱的分离效率，影响检测器的灵敏度、基线稳定性，甚至使无法检测。3.溶解在流动相中的氧还可能与样品、流动相甚至固定相（如烷基胺）反应。4.溶解气体还会引起溶剂pH的变化，对分离或分析结果带来误差。9.气相色谱中为提高组分分立的选择性在选择柱子是应遵循什么原则？选定的柱子应如何提高其选择性？答：选择柱子是应遵循 “相似相溶”原则：极性相似或官能团相似提高柱子的选择性：1.适当降低柱温；2.进样量尽量小，进样速度快；3.适当降低流速；4.选择组分能完全分离时，L尽可能短；5.改变固定液种类10.紫外漫反射光谱用来测定固体金属表面离子的电荷转移和 dd,ff 跃迁，1.金属离子形成配合物电子从给予体转移到授予体；2.过渡金属离子受到配体影响发生d跃迁吸收能量较小；各落在哪个区?说明理由答:1.金属离子形成配合物电子从给予体转移到授予体时，产生的光谱称为电荷转移光谱，能量较大，跃迁摩尔吸收系数大；落在紫外吸收区2.过渡金属离子受到配体影响时，产生的光谱称为配位场吸收，发生d轨道跃迁引起配位场吸收带能量较小；在可见光区或近红外吸收光谱区11.ESR氢信号 运用公式：2nI+1，其中I=1/212.表面分析技术的种类, X射线光电子能谱分析的作用，可以得到那些信息？答：俄歇电子能谱分析（AES）,X射线光电子能谱分析（XPS）,紫外光电子能谱（UPS）X射线光电子能谱分析（XPS）的作用：一种对样品表面敏感，主要获得样品表面元素种类，化学状态及成分的分析技术，特别是对各元素的化学状态的鉴别。可以得到信息：1.用1000-1500eV的射线源一激发内层电子，各种元素的内层电子的结合能具有特征性，可以进行定性分析，确定化学元素种类；2.根据光电子信号的强度，可半定量地分析元素含量；3.根据光电子能量峰的位移和形状变化，可获得表面元素的化学态信息；13.孔结构的测定方法有哪些？用的最广泛的是哪些？答：X射线小角度衍射法、蒸汽物理吸附法、电子显微镜观察法、压汞法、气泡法、离心力法、透过法、核磁共振法等，最广泛的是：蒸汽物理吸附法、压汞法14.BET公式测试压力时P0的范围，了解孔体积、孔分布需要用什么方法？根据什么公式来计算吸附现象？答：BET公式测试压力时P0的范围：0.05-0.35，了解孔体积、孔分布需要用全吸附的方法，根据吸-脱附等温曲线选择模型并进行计算。15、XRD物相分析过程及注意的问题？答：XRD物相分析过程:认识仪器 制样（磨细制成片） 设定参数 测定X射线衍射图 寻峰、平滑、打印谱图 物相分析（检索PDF卡片） 解析谱图（核对标准卡片与物相判定）注意的问题：1. 对试样分析前应尽可能了解试样的来源、化学成分、