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使用 XPS 解析硅酸盐玻璃 O 1s 光谱的桥接氧信号:对 O 和 Si 形态的影响
Geochimica et Cosmochimica Acta ( IF 4.5 ) Pub Date : 2007-09-01 , DOI: 10.1016/j.gca.2007.07.005
Kim N. Dalby , H. Wayne Nesbitt , Valentina P. Zakaznova-Herzog , Penelope L. King

摘要 我们在 X 射线光电子能谱仪上使用了先进的电荷补偿系统,从 O 1s、Si 2p 和 Pb 4f 光谱中产生的线宽分别为 1.22、1.35 和 1.10 eV。这些线宽 (eV) 是迄今为止在任何 X 射线光电子能谱仪上为硅酸盐玻璃获得的最窄线宽。出色的分辨率揭示了所研究的 PbO-SiO2 玻璃中的两个 O 1s 峰。一个清晰解析的高结合能 O 1s 峰代表桥接氧信号,第二个较低能量的峰代表非桥接氧和金属桥接氧的贡献。这些数据允许在没有详细解卷积的情况下对桥接氧含量进行量化,因为峰宽和强度都完全由光谱数据决定。桥接氧信号的强度随着 SiO2 含量的降低而系统地降低;然而,如果假设玻璃中的所有 Pb 原子都与两个非桥接氧原子(即 O-Pb-O 单元)相关联,则测量的桥接氧丰度比预测的要大。例如,在原硅酸盐组合物(摩尔分数:0.67 PbO,0.33 SiO 2 )的玻璃中仍存在大量桥接氧。我们证明桥接氧、非桥接氧和金属桥接氧存在于该组合物和所有研究的玻璃组合物中,包括 0.50 PbO、0.50 SiO2 玻璃。平衡热力学(物种形成)计算表明,至少三种硅酸盐物种在玻璃中占主导地位:网络物种 (SiO2)、(Si O 4 4 - ) 单体物种和三聚环状物种 (Si 3 O 9 2 - )。对于这些物种,PbO-SiO2 玻璃中的桥氧含量在 0.3 PbO、0.70 SiO2 至 0.67 PbO、0.33 SiO2 的组成范围内被准确建模,并且建模的桥氧含量与测量的桥氧含量之间存在显着的一致性本研究和以往的研究。然而,我们并不打算暗示 SiO2 (Si O 4 4 - ) 和 (Si 3 O 9 2 - ) 是玻璃结构中唯一存在的物质。此外,这项研究表明,Si 2p 光谱由一个峰组成,配有一个双峰,随着 SiO2 含量的增加,它系统地转移到更高的结合能。我们认为这种转变是由于来自网络(更多硅质)物种的更强烈的信号导致的,这些物种位于更高的结合能。PbO-SiO2 玻璃中的桥接氧含量在 0.3 PbO、0.70 SiO2 至 0.67 PbO、0.33 SiO2 的组成范围内被准确建模,并且建模的桥接氧和测量的桥接氧含量与本研究和以前的研究结果有显着的一致性学习。然而,我们并不打算暗示 SiO2 (Si O 4 4 - ) 和 (Si 3 O 9 2 - ) 是玻璃结构中唯一存在的物质。此外,这项研究表明,Si 2p 光谱由一个峰组成,配有一个双峰,随着 SiO2 含量的增加,它系统地转移到更高的结合能。我们认为这种转变是由于来自位于更高结合能的网络化(更多硅质)物种的更强烈信号造成的。PbO-SiO2 玻璃中的桥接氧含量在 0.3 PbO、0.70 SiO2 至 0.67 PbO、0.33 SiO2 的组成范围内被准确建模,并且建模的桥接氧和测量的桥接氧含量与本研究和以前的研究结果有显着的一致性学习。然而,我们并不打算暗示 SiO2 (Si O 4 4 - ) 和 (Si 3 O 9 2 - ) 是玻璃结构中唯一存在的物质。此外,这项研究表明,Si 2p 光谱由一个峰组成,配有一个双峰,随着 SiO2 含量的增加,它系统地转移到更高的结合能。我们认为这种转变是由于来自网络(更多硅质)物种的更强烈的信号导致的,这些物种位于更高的结合能。并且本研究和以前的研究在模拟的桥接氧和测量的桥接氧含量之间存在显着的一致性。然而,我们并不打算暗示 SiO2 (Si O 4 4 - ) 和 (Si 3 O 9 2 - ) 是玻璃结构中唯一存在的物质。此外,这项研究表明,Si 2p 光谱由一个峰组成,配有一个双峰,随着 SiO2 含量的增加,它系统地转移到更高的结合能。我们认为这种转变是由于来自网络(更多硅质)物种的更强烈的信号导致的,这些物种位于更高的结合能。并且本研究和以前的研究在模拟的桥接氧和测量的桥接氧含量之间存在显着的一致性。然而,我们并不打算暗示 SiO2 (Si O 4 4 - ) 和 (Si 3 O 9 2 - ) 是玻璃结构中唯一存在的物质。此外,这项研究表明,Si 2p 光谱由一个峰组成,配有一个双峰,随着 SiO2 含量的增加,它系统地转移到更高的结合能。我们认为这种转变是由于来自网络(更多硅质)物种的更强烈的信号导致的,这些物种位于更高的结合能。( Si O 4 4 - ) 和 ( Si 3 O 9 2 - ) 是玻璃结构中唯一存在的物质。此外,这项研究表明,Si 2p 光谱由一个峰组成,配有一个双峰,随着 SiO2 含量的增加,它系统地转移到更高的结合能。我们认为这种转变是由于来自位于更高结合能的网络化(更多硅质)物种的更强烈信号造成的。( Si O 4 4 - ) 和 ( Si 3 O 9 2 - ) 是玻璃结构中唯一存在的物质。此外,这项研究表明,Si 2p 光谱由一个峰组成,配有一个双峰,随着 SiO2 含量的增加,它系统地转移到更高的结合能。我们认为这种转变是由于来自位于更高结合能的网络化(更多硅质)物种的更强烈信号造成的。



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更新日期:2007-09-01
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