黄振鹏
SAXS(小角 X 射线散射)测试原理
2025-4-25 23:23
阅读:187
1745594504939.pngSAXS(小角 X 射线散射)测试原理一、基本概念与物理基础

小角 X 射线散射(Small-Angle X-ray Scattering, SAXS) 是一种用于探测物质中 1–100 nm 尺度结构 的表征技术,基于 X 射线与样品中电子密度不均匀区域的相互作用。其核心原理是:当 X 射线照射到具有纳米级结构的样品(如胶体粒子、纳米晶、多孔材料等)时,会因电子密度差异产生散射,且散射强度在 小角度范围(2θ < 5°) 内呈现特征分布,反映样品的尺寸、形状、分布及聚集状态。

二、核心原理与关键公式

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1745593878214.png三、数据解析与模型拟合

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四、在论文中的具体应用

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五、SAXS 技术优势与局限性
  • 优势

    • 原位实时:可在反应过程中动态监测(如论文中加热至目标温度后保温 60 min,每分钟采集数据)。

    • 纳米尺度敏感:直接探测 1–100 nm 结构,适用于胶体粒子、纳米晶、多孔材料等。

    • 定量分析:结合绝对强度校准,可获取粒子浓度、尺寸分布、体积分数等参数。

  • 局限性

    • 形状假设:依赖粒子形状模型(如球形),非球形粒子需额外修正。

    • 散射对比度:依赖粒子与溶剂的电子密度差,对低对比度体系(如有机 - 有机混合物)灵敏度较低。

SAXS 通过探测纳米尺度的电子密度差异,提供粒子尺寸、形状、分布及相互作用的定量信息。在论文中,该技术是解析 CeO₂胶体粒子双种群演化(初级粒子→聚集体→沉淀)的核心工具,结合拟合模型和理论计算,揭示了温度、离子强度等参数对粒子形成的调控机制,为纳米材料合成提供了关键实验依据。

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