Search

Browse

• Communities
• Authors
• Year
• Titles
• Subjects

My Space

• Login

Study of new materials with X-ray Absorption Near Edge Structure spectroscopy (XANES): membranes, catalysts and nanomaterials

Vazgiouraki Eleftheria

Full record

---

Summary

Για τη μελέτη των διαφόρων υλικών χρησιμοποιείται σήμερα ένα ευρύ φάσμα φασματοσκοπικών τεχνικών. Καθεμία από αυτές συνδυάζει ένα σύνολο πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων στη χρήση της και θεωρείται “ιδανική” για τη μελέτη συστημάτων με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Η φασματοσκοπία ΧΑΝΕS (X-ray absorption Near Edge Stucture) αποτελεί μέρος της φασματοσκοπίας απορρόφησης των ακτίνων Χ από τα άτομα και σχετίζεται με τη μέτρηση της απορρόφησης των ακτίνων Χ, από τα υλικά, κοντά στην αιχμή. H XANES εκτείνεται στην ενεργειακή περιοχή έως και 50 eV πάνω από την αιχμή απορρόφησης.Η χρήση πρότυπων δειγμάτων και η συσχέτιση συγκεκριμένων “δομών” πάνω στο XANES φάσμα ενός “άγνωστου” δείγματος με εκείνα των προτύπων, επιτρέπει την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετιζόμενων με τη φυσική κατάσταση και τη χημική δομή του υπό μελέτη στοιχείου στο δείγμα. Έτσι για παράδειγμα οι κορυφές που εμφανίζονται πριν από την αιχμή απορρόφησης, η θέση της κύριας κορυφής, αλλά και η θέση της αιχμής απορρόφησης στο φάσμα, πληροφορούν για κβαντομηχανικά απαγορευμένες μεταβάσεις του ηλεκτρονίου, την ύπαρξη και την πυκνότητα διαθέσιμων ηλεκτρονιακών θέσεων στο άτομο, την ύπαρξη υβριδικών καταστάσεων, την οξειδωτική κατάσταση του στοιχείου, το χημικό του περιβάλλον κλπ. Στην παρούσα μελέτη μελετήθηκαν οι δυνατότητες της XANES όταν αυτή συνδυάζεται με την ακτινοβολία σύγχροτρου (Synchrotron, ακτινοβολία ακτίνων Χ με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά: μονοχρωματικότητα, υψηλή λαμπρότητα κ.α.). Ειδικότερα εξετάσθηκαν και αξιολογήθηκαν προγενέστερα ληφθέντα φάσματα XANES (σε γεωμετρία φθορισμού και ολικής ανάκλασης) της L3 αιχμής του Hg, της Κ αιχμής του Cu και της Κ αιχμής του Fe για τη μελέτη παραδειγμάτων μεμβρανών, καταλυτών και νανοϋλικών και συσχετίστηκαν (ποιοτικά και ποσοτικά) τα χαρακτηριστικά κάθε φάσματος με επιμέρους παραμέτρους του υπό μελέτη στοιχείου σε κάθε δείγμα. Η επεξεργασία των φασμάτων και η ποσοτικοποίηση των παραμέτρων τους έγινε με τη χρήση του λογισμικού ΑΤΗΕΝΑ, του οποίου οι δυνατότητες διερευνήθηκαν εκτενώς, και ιδιαίτερα η χρήση εργαλείων ανάλυσης όπως Principal Component Analysis, XANES Peak Fitting, Linear Combination Fitting κ.α. Ειδικότερα στην περίπτωση της μελέτης των ιοντοσυλλεκτικών μεμβρανών διερευνήθηκαν οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην επιφάνεια ειδικά αναπτυχθέντων μεμβρανών για την συλλογή Ηg(ΙΙ) από ένα διάλυμα, με την παρουσία διαφορετικών συμπλοκοποιητών. Μελετήθηκε επίσης το χημικό περιβάλλον του Ηg σε κάθε περίπτωση. Στην περίπτωση καταλυτών που περιείχαν οξείδια του Cu-Ce με νανοσωματίδια διαφορετικών σχηματισμών συσχετίστηκαν τα φασματικά χαρακτηριστικά πρότυπων δειγμάτων του Cu με τη ηλεκτρονιακή διαθεσιμότητα συγκεκριμένων φλοιών στο άτομο και διερευνήθηκε η οξειδωτική κατάσταση του Cu στα δείγματα. Τέλος, στην περίπτωση των νανοϋλικών μελετήθηκαν οι δυνατότητες της τεχνικής σε παραδείγματα δειγμάτων νανοσωματιδίων ΤiO2 με προσθήκη Fe σε μια προσπάθεια κατανόησης των δυνατοτήτων της XANES στη μελέτη τέτοιων υλικών.

Available Files

Services