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不能接触空气的样品(主要是跟水、氧起反应),怎么做 XRD 测试分析?

小弟最近干了一些活儿,得到些样品,有 Φ10 的圆片(表面状态不太理想,可能也得处理成粉末),也有粉末,想去做 XRD,看看得到了什么东西,跟预期是否一样……但是这个东西太活泼,运输和测试过程中都不能接触空气,短时间也不行;我也问了问找了找,这种样品的 XRD 分析应该是可以实现的,可能有这么几种办法:

1. 用专用的 XRD 样品盒,布鲁克好像就有,国内也有人能做,听说效果也可以,但是一个是价格问题,另一个时间上可能也来不及;想请教下,有没有可能自己做一个?搞个小盒子,在手套箱里装上样品(手套箱我是有的),然后用一层薄膜盖上,比如聚酰亚胺、mylar膜、甚至食物的保鲜膜等,然后加个密封圈儿封住直接放在 XRD 样品台上做衍射行不行,关键是小弟不知道这个盒子该做成什么尺寸,用什么材料,不锈钢或是玻璃行不行,盒子的结构、尺寸和材料对测试有没有什么影响?

2. 看到有文献说,粉末可以在手套箱中用真空脂封在玻璃毛细管里去做 XRD,小弟没接触过这种做法,一头雾水,有没有懂的前辈或者学长,可否指点一二?如果这样种方法可行的话,倒是实现和操作起来方便不少……

3. 直接封在透 XRD 射线的东西里去做,尽量降低背景峰的干扰,大概就是这个意思吧,比如说 Paratone-N、真空脂、凡士林什么的,怕是这样搞效果不会太好吧?

想请教有过这方面经验的前辈,那种方法在满足我的要求前提下最易实现,小弟也就是定性分析一下足矣!现在,小弟最感兴趣的是第二种方法,其次是第一种 DIY 的样品架,不知道对头不对头。另,如果有高手可以提供 XRD 测试方面的帮助,愿意帮我这个忙,那小弟自然是感激不尽!

此外,小弟还想弱弱地问一句,这种不能接触空气的样品,有没有可能去做下成分分析和微观形貌分析?比方说成分分析的话,我让样品氧化,得到元素信息之后不关注 O 就是了,就只看其他两种元素的含量比行不行;形貌分析感觉着更不靠谱一点儿,因为样品跟水、氧反应应该会一定程度地破坏微观形貌,不过拿去拍几张 SEM 做个参考可不可以?
答1
在手操箱里面   将样品放入带凹槽的玻璃片中,然后在凹槽周围用凡士林涂膜一圈(注意凡士林不要太过于靠近凹槽,就是不要将凡士林污染样品),上面盖上盖玻片(薄一点的),这样就可以很好的密封。测试 XRD 的时候有个小鼓包(盖玻片的原因)可以忽略,其他的就是你想要的数据了。

为了方便你好理解,我画了一个示意图,很简单的操作就可以测试样品的 XRD。此种方法非常简单,你可以试一下,载玻片就用一般测试 XRD 的玻璃片(中间有个凹槽的玻璃),只要能放进去你的样品就可以。盖玻片,你可以用那种透明度很高而且还薄一点的可以减小鼓包的影响,盖玻片有那种非常薄的,就和一张厚纸差不多的,透过性非常好的,而且玻璃不是晶体,是非晶体。


对了,这个盖玻片大小是 2cm*2cm 大小的,你的载玻片中的孔洞大小就要控制了,否者你无法完全封闭。 其实这种方法就是你上面写道的第二种方法:看到有文献说,粉末可以在手套箱中用真空脂封在玻璃毛细管里去做 XRD。其实道理是一样的,只不过这个方法比他的那个更容易操作。

载玻片不合适的话也可以自己用 HF 酸腐蚀玻璃自己制作。下面再给你一个自己制备载玻片的方法(测试 XRD 的载玻片购买的话要200多,完全没必要)
答2
手套箱或氮气气氛中压片,
压好后,表面封蜡。
或与一些无定型的干燥剂一起压片,快速做。