催化剂表征测试
化工分离过程催化剂的表征与测试
2Vcos ln （P / P0 ） rkRT
压汞法：由于表面张力原因，汞对固体物质一般不浸 润，汞与固体的接触角大于90度时，汞只有在受压时 才能进入固体孔中。 圆柱形孔的表面张力作用在孔口周围，其值为： -2cos 强制汞进入细孔的外加压力其值为： r2p 平衡时，以上两力相等，得到在压力P下汞可进入的孔 的半径：
热变化、质量变化及状态变化——应用愈来
愈多。
差热（DTA）分析及其应用
典型的差热曲线
氯依酸
积碳失活后催化剂的再生
铬催化剂的差热曲线
1. 催化反应前 2. 催化剂积碳后
积碳失活后催化剂的再生
使用前只在111℃出现脱 水吸热峰，使用降活 后，在330 ℃出现第二 个吸热峰。通过对比可
知催化剂失活是由于第
单粒抗压碎强度测定 堆积抗压碎强度测定
磨损性能试验 催化剂的抗毒稳定性及其测定 比表面积测定和孔结构表征
一般说，催化剂表 面积越大，其上所 含的活性中心越多 ，催化剂的活性也 越高。
物理吸附方法的基本原理是基于 Brunauer—Emmett －Teller提出的多层吸附理论，即BET公式。
一种高压内循环式无梯度反应器系统的示意流程图
其他实验室反应器
沸腾床催化剂活性评价装置；
色谱-微型反应器
近年又进一步发展到与热天平、差热、X-衍射、
红外吸收光谱等联合使用以及与还原和脱附装 置的联用等。
程序升温脱附TPD技术
程序升温还原TPR技术
二、催化剂宏观物理性质测定
颗粒直径和粒径分布； 机械强度测定 压碎强度
TS-1和Silicalite分子筛的紫外拉曼光谱
化学催化剂的表征方法
化学催化剂的表征方法催化剂是化学反应中起催化作用的物质，它能够加速反应速率，提高反应效率。
为了深入了解催化剂的性质和效能，需要对其表征进行详细的研究。
本文将介绍几种常见的化学催化剂表征方法。
一、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）SEM是一种通过扫描电子束照射样品后，采集被扫描出的二次电子或背散射电子来获取样品表面形貌和微观结构的技术。
对于催化剂来说，SEM可以提供催化剂的表面形貌、颗粒尺寸以及形貌分布等信息。
通过SEM观察催化剂的表面形貌可以了解其颗粒的形状和大小，以及颗粒间的相互作用情况，有助于进一步研究催化剂的微观结构与性能之间的关系。
二、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，TEM）TEM是一种通过电子透射和衍射来研究材料结构和成分的高分辨率显微镜技术。
它可以提供催化剂的纳米尺度结构信息，并观察到催化剂的晶体结构、晶面排列以及晶体缺陷等特征。
通过TEM可以进一步了解催化剂的晶体形貌和晶格信息，这对于研究催化剂的反应活性和选择性有着重要的意义。
三、X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）XRD是一种利用物质对入射X射线进行衍射现象来研究材料晶体结构的技术。
对于催化剂来说，XRD可以提供催化剂的晶体相和结构信息。
通过测定催化剂的衍射峰位置和强度，可以确定其晶体结构、晶粒尺寸和晶格畸变等信息。
此外，XRD还可以用来检测催化剂中的杂质物质和析出相，以及催化剂在反应过程中的结构变化，有助于了解催化剂的稳定性和反应机制。
四、傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）FTIR是一种基于样品吸收、散射和折射红外辐射的光谱技术。
对于催化剂来说，FTIR可以提供催化剂表面的化学键信息、吸附物种和反应中间体等信息。
通过FTIR可以了解催化剂表面的官能团和它们与反应物之间的相互作用情况，为研究催化剂的表面活性和吸附性能提供支持。
催化剂表征与测试
A 、体相组成与结构体相组成:XRF 、AAS物相分析：XRD ：晶体结构DTA ：记录样品与参比物温差随温度变 化曲线,吸热为负峰，放热为正峰TG:样品质量随温度变化曲线B 、比表面与孔结构BET （压汞法)C 、活性表面、分散度(XRD 、Chemisorption 、TEM)D 、表面组成与表面结构H2－O2滴定：H2吸附饱和后用O2滴定或O2吸附饱和后用H2滴定XPS ：表面组成LEED ：表面结构排列E 、酸碱性TPD ；IRF 、氧化还原性TPRTPOTPSR:表面吸附物种与载气中反应物发生反应并脱附比表面积转化率比活性=3、X-射线衍射（XRD ）作用a 、物相的鉴定、物相分析及晶胞参数的确定b 、确定晶粒大小，研究分散度c 、研究处理条件对催化剂微观结构的影响原理:2dsin θ = n λ例：XRD 物相分析每种晶体都有它自己的晶面间距d ，而且其中原子按照一定的方式排布着。
这反映在衍射图上各种晶体的谱线有它自己特定的位置、数目和强度I.因此，只须将未知样品衍射图中各谱线测定的角度θ及强度I 去和已知样品所得的谱线进行比较就可以达到物相分析的目的。
XRD 测定平均晶粒度的测定hklhkl k D θβλcos =4、透射电镜(TEM)作用• 1、催化剂物性的检测• a 、物相鉴别• b 、粒子（或晶粒）大小及其分布的测定• c 、孔结构的观察• 2、研究负载型催化剂-—金属分散度• 3、催化剂制备过程研究• 4、催化剂失活、再生研究基本原理• 以波长极短的电子束代替可见光,照射厚度在50nm 的超薄切片上，透过样品的电子束通过多级电磁透镜聚集，放大成TEM 图像使用电镜的电子衍射功能可以判断样品的结晶状态5、扫描电镜（SEM ）特点：1、能够以较高的分辨率和很大的景深清晰地显示粗糙样品的表面形貌，是进行试样表面形貌分析的有效工具；2、与能谱(EDS ，WDS ）组合，又可以以多种方式给出试样表面微区成份等信息。
催化剂的性质表征方法与结果解读策略
催化剂的性质表征方法与结果解读策略催化剂是一种广泛应用于化学反应中的物质，通过提供表面活性位点来加速反应速率。
了解催化剂的性质对于优化催化反应过程至关重要。
而催化剂的性质表征方法与结果解读策略则是研究催化剂性能的重要手段。
本文将对其中一些常用的性质表征方法以及结果解读策略进行介绍。
首先，物理性质的表征是催化剂研究的基础。
例如，催化剂的形貌、比表面积以及孔结构等是关键的物理性质。
常用的方法包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和比表面积分析仪等。
这些表征方法可以提供有关催化剂形貌、粒径分布、颗粒间的接触情况以及孔道尺寸等信息。
基于这些信息，可以了解催化剂颗粒的尺寸、形状和分布，从而为后续的性质解读提供基础。
其次，化学性质的表征是研究催化剂的关键。
催化剂的化学性质直接影响其催化活性和选择性。
例如，金属催化剂的氧化态、酸碱性质以及表面活性位点等都是重要的性质。
常用的方法包括X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和探针分子反应等。
这些表征方法可以提供催化剂中金属的价态信息、表面吸附物种的类型以及吸附反应的活性位点等信息。
基于这些信息，可以深入理解催化剂的化学性质及其对反应的影响。
第三，动力学性质的表征是研究催化剂活性中的关键。
催化剂的活性是其作为催化剂的关键指标。
了解活性的变化规律有助于优化反应条件和设计更高效的催化剂。
常用的方法包括催化剂的稳态活性测试和反应动力学研究。
稳态活性测试可以测定催化剂在特定反应条件下的活性，而反应动力学研究可以确定催化剂反应速率方程、活化能以及表面反应步骤等。
通过这些方法，可以得出催化剂活性与反应温度、压力、反应物浓度等因素的关系，从而定量描述催化剂的活性特性。
在进行催化剂性质表征的过程中，结果解读策略起着重要的作用。
首先，多种表征方法的综合分析是必要的。
由于催化剂的性质是多方面的、复杂的，单一的表征方法难以全面揭示催化剂性质。
因此，结合多种表征方法的结果，可以更全面地了解催化剂的性质。
第3章催化剂性能的评价、测试和表征-1、2
孔内表面反应物的吸附
催化剂表面上的化学反应 催化剂表面产物的脱附
离开孔产物的扩散
脱离催化剂通过边界层向气相的产物扩散 膜扩散层 图3-1 多相催化反应的机理示意图
3、实验室反应器
• 实验室活性测试反应器的类型及应用 • 正确选择反应器任何催化剂活性测试的一 个决定性步骤。任何一个体系不可能总是 理想的。选择实验室反应器最合适的类型， 主要决定于反应体系的物理性质、反应速 率、热性质、过程的条件、所需信息的种 类和可得到的资金。
借助搅拌叶 轮的搅动， 推动气力在 反应器内部 作高速循环 流动，达到 理想混合以 消除其中的 温度梯度和 浓度梯度。
沸 腾 床 催 化 剂 评 价 装 臵
色 谱 － 微 型 反 应 器
4、评价与动力学实验的流程和方法
工业催化剂评价中使用最普遍的是管式反应器
原料加入方式
产物组成分析
催化剂评价试验与动力学实验的异同： 催化剂评价试验：在完全相同的操作条件（温度、 压力、空速、原料配比）下，比较不同催化剂的性 能(活性、选择性)的差异，或者是比较催化剂性能与 其质量标准间的差异。
化学动力学研究化学变化的速率和机理
机理
反应中各基元步骤发生的序列
每一步化学键的质变或量变的动力
多相催化反应，一化学物种从与催化剂接近 开始，需经历一系列的物理和化学的基元步 骤。 历程：化学物种所经历的化学变化基元步骤 序列 机理：包括吸附、脱附、物理传输和化学变 化步骤在内的序列关系
催化剂
起始原料通过边界层向催化剂表面的扩散 起始原料向孔的扩散（孔扩散） 孔
目的：研究不是生产，要求更高。
得出本征动力学参数和物理传递参数。 （解耦） 实验室反应器是催化剂评价和动力学测 定装臵的核心
催化剂的表征与性能评价
催化剂的表征与性能评价催化剂的表征和性能评价是研究催化剂特性和性能的重要组成部分。
通过对催化剂进行表征和评价，我们能够了解其物理和化学性质，进而优化催化剂的合成和设计过程，提高其催化性能。
本文将介绍几种常见的催化剂表征方法和性能评价指标。
一、表征方法1. X射线衍射(XRD)XRD是一种常用的催化剂表征方法，通过射线与晶体相互作用而产生衍射图样，可以得到催化剂晶体结构、晶格常数等信息。
XRD可以帮助我们确定催化剂的晶体相、相纯度以及晶体尺寸等参数，进而推断其催化性能。
2. 透射电子显微镜(TEM)TEM可以观察催化剂的微观形貌和晶体结构，对于了解催化剂的微观结构和局域化学环境具有重要意义。
通过TEM可以获得催化剂粒子的形貌、粒径以及分布情况等信息，这些信息对于理解催化剂活性和选择性具有重要的指导作用。
3. 扫描电子显微镜(SEM)SEM能够观察催化剂的表面形貌和粒子分布情况，通过SEM可以了解催化剂的表面形貌、粒子形状和大小分布等特征。
这些信息对催化剂的反应活性和稳定性具有重要影响。
4. 紫外可见吸收光谱(UV-vis)UV-vis光谱可以帮助我们了解催化剂的电子结构和吸收性能。
通过UV-vis光谱可以获得催化剂的能带结构、价带和导带等信息，进一步推断其电子传输性能和催化活性。
二、性能评价指标1. 催化活性催化活性是评价催化剂性能的重要指标之一。
通过测定反应物的转化率、产物的选择性和产率等参数，可以评价催化剂的活性。
活性的高低决定了催化剂的实际应用性能。
2. 催化稳定性催化稳定性是衡量催化剂寿命和循环使用性能的重要指标。
通过长时间反应的实验，观察催化剂的活性变化情况，评估其稳定性。
催化剂的稳定性直接影响其在实际工业生产中的应用前景。
3. 表面酸碱性催化剂的表面酸碱性是其催化性能的重要基础。
通过吸附剂和探针分子等的测试，可以评估催化剂的酸碱性。
催化剂的酸碱性对于催化反应的催化活性和选择性具有直接的影响。
【大学】催化剂性能的评价、测试和表征
三、催化剂的宏观物理性质测定
工业催化剂或载体是具有发达孔系和一定内外表面的颗粒集合体。 若干晶粒聚集为大小不一的微米级颗粒(Particle)。实际成形催化剂的颗 粒或二次
粒子间，堆积形成的孔隙与 晶粒内和晶粒间微孔，构成 该粒团的孔系结构(图3-5)。 若干颗粒又可堆积成球、条、 锭片、微球粉体等不同几何 外形的颗粒集合体，即粒团 (Pelet)。晶粒和颗粒间连接 方式、接触点键合力以及接 触配位数等则决定了粒团的 抗破碎和磨损性能。
18
.
3.3.4.1催化剂比表面积的测定 催化剂比表面积指单位质量多孔物质内外表面积的总和，单位为m2/g。 有时也简称比表面。 对于多孔的催化剂或载体，通常需要测定比表面的两种数值。一种 是总的比表面，另一种是活性比表面。 常用的测定总比表面积的方法有：BET法和色谱法，测定活性比表面 的方法有化学吸附法和色谱法等。 1.BET法测单一比表面 经典的BET法，基于理想吸附（或称兰格缪尔吸附）的物理模型。假 定固体表面上各个吸附位置从
一般而言，衡量一个工业催化剂的质量与 效率，集中起来是活性、选择性和使用寿命
这三项综合指标。
.
活性
指催化剂的效能(改变化学反应速度能力)的高低， 是任何催化剂最重要的性能指标。
选择性
用来衡量催化剂抑制副反应能力的大小。 这是有机催化反应中一个尤其值得注意的性能指标。
.
机械强度
即催化剂抗拒外力作用而不致发生破坏的能力。 强度是任何固体催化剂的一项主要性能指标， 它也是催化剂其他性能赖以发挥的基础。
表征：常着眼于从综合的角度研讨工业催化剂各种物 理的、化学的以及物理化学的诸性能间的内在联系 和规律性，尤其是着眼于催化剂的活性、选择性、 稳定性等与其物理和物理化学性质问本质上的内在 联系和规律性。
光催化常用表征与测试
光催化常用表征与测试光催化是一种利用光照激发催化剂表面电子的能力来促进化学反应的技术。
在光催化反应中，催化剂吸收光能，产生电子激发态，从而参与反应过程。
光催化反应具有高效、环境友好等优点，在环境净化、能源转化等领域具有广泛应用前景。
要了解光催化反应的性能和机制，需要对催化剂进行表征和测试。
下面将介绍光催化常用的表征与测试方法。
1.吸收光谱分析：吸收光谱分析是评估催化剂对不同波长光的吸收能力的方法。
通过测量催化剂在可见光或紫外光区域的吸收光谱，可以获得有关催化剂电子能级结构和光敏性能的信息。
常用的仪器有紫外可见分光光度计和光电子能谱仪。
2.表面形貌观察：催化剂的表面形貌对光催化反应活性有重要影响。
扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)可以用于观察催化剂的形貌和粒径分布。
此外，原子力显微镜(AFM)可以提供更高分辨率的表面形貌信息。
3.表面化学组成分析：催化剂的表面化学组成对其光催化性能具有重要影响。
X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)是常用的技术，可以定量分析催化剂表面的元素组成和化学键信息。
4.光电化学测试：光电化学测试是评估光催化剂光电转换性能的关键方法。
光电池测试可以测量光催化剂的光电流和光电压，评估其光电转换效率。
这些测试可以通过改变光照强度、波长和电势等参数，来研究催化剂的光电特性。
5.动力学研究：动力学研究是评估光催化反应速率和机理的重要手段。
常用的动力学测试方法包括时间分辨吸收光谱、荧光光谱、电化学阻抗谱等。
通过对反应速率和中间产物的监测，可以揭示光催化反应的机理和动力学过程。
6.稳定性测试：稳定性测试是评估光催化剂长期运行性能的重要手段。
常用的稳定性测试方法包括循环光电流测试和长时间连续光照测试。
这些测试可以评估催化剂在长期光照条件下的稳定性和寿命。
在光催化表征与测试中，需要注意以下几点：1.样品的制备要严格控制，避免杂质对测试结果的影响。
2.测试条件的选择要合理，光照强度、波长、温度等参数需要根据具体实验要求进行优化。
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主要内容
X射线技术：X射线衍射 X射线荧光 X射线光电子能谱 光学技术：红外光谱 拉曼光谱 紫外可见吸收光谱 荧光光谱
固体的结构分析
气态 物质 液态 固态 晶体 非晶体
晶体：原子在空间呈有规则地周期性重复排列，或者称
长程有序，如微孔分子筛晶体
非晶体： 原子无规则排列，不具有长程有序，如活性
氧化铝等。
X射线的散射
2.非相干散射: 当入射X射线与原子中束缚较弱 的电子(如外层电子)发生非弹性碰撞时,光子消 耗一部分能量作为电子的动能,于是电子被撞出 离子之外,同时发出波长变长,能量降低的非相干 散射或康普顿散射. 因其分布在各方向上,波长变长,相位与入射 线之间没有固定的关系, 不能产生干涉和衍射.
X射线的透射
☺ X射线有较强的穿透能力，但由于物质对X 射线存在各种作用，只有一小部分透射线保持 原有能量，沿原方向直线穿过并继续传播。 ☺ X射线透过物质后强度的减弱是X射线光子 数的减少,而不是X射线能量的减少。所以, 透 射X射线能量和传播方向基本与入射线相同。
相干散射 —— XRD、sc-XRD
K L
特征谱的产生
当用一个高能量的粒子(电子, 质子等)轰击某物质时, 若该 物质的原子内层电子被轰出电子层, 便在内层形成空穴, 该 空穴会立即被较高能级上的电子层上的电子所填充, 并发出 电磁辐射,这便是特征X射线.
Kα
ΔE = E2 – E1 = hν
Kβ Lα Lβ
M N O
特征X射线的命名
2
X射线的产生和本质
X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相 同，仅是波长短而已，因此具有波粒二像性。波 长范围：0.01~100Å，具有高穿透本领。
X射线谱
由X射线管发出的X射线可分为两种： ☺具有连续波长的连续X射线谱，也叫做白色X射线。 ☺ 由阳极金属材料成分决定的波长确定的特征X射 线，称为特征谱。
柯马克和豪森菲尔德（Cormack/Hounsfield） 医学
X射线的发现
X射线的发现
李鸿章在X光被发现后仅7个月 “X射线”是德国物理学家伦琴（Roentgen)于1895 年11月8日发现，并很快以“论一种新射线”为题发 表论文公之于世。 就体验了此种新技术，成为拍X 光片检查枪伤的第一个中国人。
X射线衍射
X射线衍射技术是揭示晶体内部原子排列状况最 有力的工具，它在物质结构研究中具有特殊的作用。 在催化剂研究中，它主要用于物相鉴定、物相分 析及晶胞参数的测定，可以获得许多有用的结构信 息，使催化剂的许多宏观物理性质与微观结构的特点 相关联；也可用来研究物质的分散度；还可用于研究 制备工艺、处理条件对催化剂微观结构的影响。
6
晶体的X射线衍射
1912年德国物理学家劳厄做出了晶体 的X射线衍射实验。
布拉格定律 Bragg’s law
1913 年 英 国 布 拉 格 父 子 （ W.H.bragg ＆ W.L. Bragg)建立了布拉格公式。将劳厄推出的衍射方程 简化，能成功解释劳厄斑点。
X射线 X--ray
劳厄斑 Laue spots 晶体 crystal
X射线大事记
1901 1914 1915 1917 1924 1927 1936 1946 1964 1979 1981 伦琴 (Roentgen) 劳厄（Laue） 布拉格父子 (Bragg) 巴克拉 (Barkla) 塞格巴恩 (Siegbahn ) 康普顿(Compton等六人) 德拜 (Debye) 马勒 (Muller) 霍奇金 (Hodgkin) 塞格巴恩(Siegbahn) 发现X射线(1895) 晶体的X射线衍射 分析晶体结构 发现元素的标识X射线 X射线光谱学 康普顿效应 化学 医学 化学 物理
r c a, , b
点阵常数：a, b, c 棱边夹角: α, β, γ
晶面指数的例子
晶面间距
晶间距指同一组平行的面中两相邻面的距离。用d(hkl)表 示。晶面指数确定了晶面的位向和间距, 由晶面指数可以 求面间距d(hkl) 通常，低指数的面间距较 大，而高指数的晶面间距则 较小. 晶面间距愈大，该晶面上的 原子排列愈密集； 晶面间距愈小，该晶面上的 原子排列愈稀疏。
4
X射线衍射
物质的性质和性能决定于它们的组成和微观结构—— 如果你有一双X射线的眼睛，就能把物质的微观结构 看个清清楚楚 X射线衍射将会有助于探究为何成份相同的材料，其 性能有时会差异极大 X射线衍射将会有助于找到预想性能的材料
晶体学基础
晶体和非晶体
晶体是质点(原子,分子或离子)在空间按一 定规律周期性重复排列构成的固体物质。 非晶体则是原子排列不规则，近程有序而远 程无序的无定性体。
X射线光电子能谱：研究原子周围的化学环境，化学位移和电
子结构。
X射线漫反射及广角非相干和小角相干，非相干散射技术：了
解晶体点振缺陷状态或其统计分布规律，晶粒大小。
X射线衍射貌相术：研究晶体内部缺陷的分布，形状，性质和
数量。
X射线的波长位于0.001-10 nm之间， 与 物质的结构单元尺寸数量级相当，因此成为物 质结构分析的主要手段，广泛应用于物理学， 化学，医学，材料学，地质学等学科领域。 X射线的发现和广泛应用是二十世纪科 学发展中最伟大的成就之一。围绕X射线发 现、发展和应用而进行科研工作的科学家获 诺贝尔奖的就有近三十人之多。
荧பைடு நூலகம்效应------X射线荧光分析/元素分析 俄歇效应------俄歇电子能谱/表面化学组成/化学键能
X射线的散射
X射线穿过物质时，物质的原子可能使X射 线光子偏离原射线方向，即发生散射。 1. 相干散射：当入射X射线光子与原子中束缚 较紧的电子发生弹性碰撞时，X射线光子的能量 不足以使电子摆脱束缚，电子的散射线波长与 入射波长相同，有确定的相位关系。相干散射 波之间产生相互干涉，就可获得衍射，故相干 散射是X射线衍射的基础。
☺ 某层电子被激发，称某系激发。如K层电子被激发， 称K系激发。 ☺某受激层电子空穴被外层电子填充后所产生的X射线辐 射，称某系辐射，某系谱线或某线系。如外层电子填充 K层空穴后产生的X射线称K系辐射，K系谱线或K线系。 ☺当电子填空穴前处于近邻，次近邻，···电子层， 则在对应谱线名称下方标上α, β, γ。 ☺当电子处于某电子层的各电子亚层，则在该谱线名称 的下方再标上数字。
如陶瓷颗粒，矿石，沙子，水泥等。
空间点阵: 这些阵点在三维空间呈周期性规则排列的几
何图形称为空间点阵，简称点阵。
微晶: 只有几百个或几千个晶胞并置而成的微小晶粒。
(粉末)
晶胞: 连接点阵中相邻阵点而成的最小平行六面体，是
具有代表性的基本单元，称为晶胞。将晶胞作三维的重 复堆砌就构成了空间点阵。
晶胞选取的原则
扩展X射线吸收精细结构分析（EXAFS）：得到邻近原子的间
距，配位数和无序度等结构信息。
X射线技术的特点
X射线来自原子内层电子的跃迁, 谱线简单, 干扰少. 灵敏度较高, 一般检出限为10-5 – 10-6 g. 强度测量再现性好. 分析元素范围广, 浓度范围大, 可从常量组分到痕 量杂质都可进行测量. 样品不受破坏, 便于进行无损分析. 可以进行价态的分析. 易于实现仪器自动化, 分析快速, 准确.
−
+
K（热阴极） ——发射电子 真空管 A（阳极）
K A
X光
连续谱的产生
当高速运动的电子击靶时，电子略过阳极物质原子核 附近，由于静电引力的作用而获得负加速度。根据经典电 磁学理论，一个具有加速度的电子，必然向周围辐射电磁 波，这种现象称为韧致辐射。 由于击靶的电子数目极多, 击靶时间不同, 略过 原子核附近的距离也不同, 因此, 获得的负加速度也不完 全一致, 它们辐射的光子频率谱是包含各种波长的连续波。
布拉格定律
布拉格父子认为当能量很高的X射线射到晶体各层面 的原子时发生相干散射, 每个原子是散射的子波波源, 向周 围发射同频率的电磁波。X射线的衍射现象起因于相干散 射的干涉作用。
两束周期, 振幅相同的波从同一点出发, 由于它们的位相不同,可能产生如下现象:
两个波相位同步, 周期未变, 只是 振幅是两者之和, 这是衍射图象最 明亮的部分。 两个波相位相反, 振幅互相抵消, 这是衍射图象最黑暗的部分。
正交点阵中一些晶面的面指数
X射线衍射原理
光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物，绕 过障碍物，产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。 由 于相干波的干涉作用产生明暗相间的衍射花纹，代表着 衍射方向和强度。 光栅衍射：光栅为一系列等宽狭缝，由物理光学可知, 若光的波长与衍射光栅宽度非常接近时, 可发生衍射 的现象，得到一系列明暗相间的条纹。 劳厄想到，晶体是质点按周期性排列构成的固体物 质。因原子面间距与入射X射线波长数量级相当，那么晶 体可以当作是X射线的三维衍射光栅,这就是最早的X射线 衍射。在X射线一定的情况下，根据衍射的花样可以分析 晶体的性质。
散射
非相干散射 光电效应
俄歇效应 —— AES 荧光效应—— XPS、XRF
吸收
热耗
透射——衰减
X射线的吸收
X射线被物质吸收时，能量向其他形式转变。 除转变为热量外，还可转变为电子电离，荧光产 生，俄歇电子形成等光电效应。 1. 光电效应：当入射电子能量大于物质中原子核 对电子的束缚能时，电子将吸收光子的全部能量而 脱离原子核的束缚，成为自由电子。被激出的电子 被称为光电子，这种因入射线光子的能量被吸收而 产生光电子的现象称为光电效应。
催化剂组成和结构的知识是了解催化过程中发生 的化学变化的关键，从这些信息有可能来确定催
第二章 催化剂组成与结构的表征
化剂哪些部位是有活性的，在催化过程中是如何 变化的以及结构对这些活性位的影响。 催化剂表征对了解催化剂结构与组成在预处理， 在诱导期，在反应条件下和使用和再生过程中所 发生的变化也是至关重要的。