一種用于x射線衍射測定的密封樣品架的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，包括：加樣口、樣品槽、加樣漏斗、密封塞；所述樣品槽開設于所述密封樣品架的上半部，所述加樣口設置于所述樣品槽的頂端或側面，所述加樣漏斗將環(huán)境敏感樣品從所述加樣口加入到所述樣品槽中，當所述樣品槽中的環(huán)境敏感樣品填滿后，用所述密封塞等封好所述加樣口。
【專利說明】一種用于X射線衍射測定的密封樣品架
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及密封樣品架，特別是涉及一種用于環(huán)境敏感樣品粉末X射線衍射測定時使用的密封樣品架。
【背景技術】
[0002]目前，沒有專門適用于理學粉末X射線衍射測定減少擇優(yōu)取向的密封樣品架?，F(xiàn)在粉末X射線衍射測定過程中，使用一種常規(guī)的玻璃或鋁質樣品架，樣品首先加到樣品槽中，再經(jīng)過刮片壓平后裝入普通的密封塑料袋或密封塑料盒中，裝調樣品架進行粉末X射線衍射測定。制樣過程主要存在以下缺點:①密封性差；②樣品袋與樣品間發(fā)生靜電作用，樣品易灑落；③制樣過程中，樣品受到外力作用易造成樣品中晶體擇優(yōu)取向。NBS法是美國國家標準局(NBS) 1971年提出的制樣方法，此方法中的樣品架上所開的矩形槽一直延至左側邊緣，裝樣時用一平玻片蓋在樣品槽的表面上。用夾子把兩者夾住，從而在兩者之間形成一段空心墻，然后使樣品架倒向豎立，樣品粉末自由落下而裝入矩形孔所形成的空心墻內，最后放平樣品架，小心地移去其上所覆蓋的平玻片，樣品即可進行粉末X射線衍射分析。NBS法能較好地消除樣品的擇優(yōu)取向，但其缺點是樣品架轉移難度極大，試樣極易灑落，尤其在配置水平測角儀的粉末X射線衍射儀上(立式裝調樣品架)更是如此，操作成功的概率非常小，實際應用中并不可行。另外，該樣品架并沒有考慮環(huán)境敏感材料的分析應用。即使先用透明膠帶密封樣品槽正面，但因樣品槽一直延至左側邊緣，樣品架厚度又有限，裝完試樣后再密封這個較大邊緣開口的難度是比較大的。另外，基于當時的實用計算機軟件技術，采用化學計量學分峰程序處理樣品槽密封膠帶背底信號是相當困難的。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種用于X射線衍射測定的密封樣品架，用于實現(xiàn)樣品測定過程中密封性好，最大限度地避免由于制樣過程中樣品擠壓引起的樣品中待測晶體擇優(yōu)取向問題，以保證粉末X射線衍射測定結果準確可靠。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，包括:加樣口、樣品槽、加樣漏斗、密封塞；
[0005]所述樣品槽開設于所述密封樣品架的上半部，所述加樣口設置于所述樣品槽的頂端或側面，所述加樣漏斗將環(huán)境敏感樣品從所述加樣口加入到所述樣品槽中，當所述樣品槽中的環(huán)境敏感樣品填滿后，用所述密封塞封好所述加樣口。
[0006]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述密封樣品架為一個長方體結構。
[0007]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述加樣漏斗的出料口直徑小于所述加樣口的直徑。
[0008]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述密封塞的直徑等于或大于所述加樣口的直徑。
[0009]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述樣品槽的容積為1.4cm3。
[0010]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述樣品槽用透明膠帶密封。
[0011]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述密封塞為硅橡膠密封塞等。
[0012]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述加樣口為圓形。
[0013]所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其中，所述環(huán)境敏感樣品為負載型聚烯烴催化劑。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所達成的技術效果是:
[0015]采用先將經(jīng)干燥處理的樣品架的樣品槽和加樣口分別用透明膠帶或膠塞等密封后測定背底BG(Back Ground)衍射譜圖，然后在手套箱中，從頂端(或側面)小口用漏斗加入環(huán)境敏感樣品，不用施加外力，樣品自然填滿樣品槽后，用密封塞或透明膠帶等封好，在粉末X射線衍射儀樣品臺上裝調樣品密封架，然后進行粉末X射線衍射測定，采用粉末X射線衍射儀配置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件中的化學計量學分峰程序處理背底BG和環(huán)境敏感試樣的混合衍射譜圖，因減少了擇優(yōu)取向并消除了分析過程中環(huán)境因素的影響，能夠準確得到樣品的真實衍射譜圖。
[0016]本實用新型提出的具體樣品架適用于理學粉末X射線衍射儀，但不僅限于此，其設計思想是通用的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型密封樣品架的示意圖；
[0018]圖2A、圖2B是本實用新型密封樣品架裝填試樣前后的數(shù)碼照片(1300萬像素)；
[0019]圖3是采用本實用新型密封樣品架進行一個周期(連續(xù)7天)測定負載型聚烯烴催化劑的對比衍射譜圖；
[0020]在圖3中顯示樣品連續(xù)7天測定其衍射譜圖沒有變化，樣品槽的密封性較好。圖3中最下面的圖是透明膠帶衍射譜圖(背底BG信號)；從自下往上的第2張圖開始，分別為第1、2、3、4、5、6、7天透明膠帶和試樣的混合衍射譜圖。
[0021]其中，附圖標記:
[0022]I 密封樣品架的外框架
[0023]2 加樣口
[0024]3 樣品槽
[0025]4 加樣漏斗
[0026]5 密封塞
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0028]如圖1所示，是本實用新型密封樣品架的示意圖。該密封樣品架用于粉末X射線衍射測定時用的密封樣品架I包括:加樣口 2、樣品槽3、加樣漏斗4、密封塞5。
[0029]在傳統(tǒng)理學粉末X射線衍射儀測定非環(huán)境敏感樣品架的基礎上，進行結構改進，利用具有可加工性能的惰性材質，通常為高分子樹脂，在其樣品槽3的頂端(或側面)設有一個小的圓形加樣口 2，一個大容積樣品槽3及其簡易密封(透明膠帶即可)，一個加樣漏斗4和一個密封塞5。
[0030]樣品槽3設置于密封樣品架I的中上部，樣品槽3的容積約為1.4cm3，以充分滿足粉末X射線衍射對樣品厚度的要求，樣品槽3的頂端(或側面)帶有一個加樣口 2，樣品槽3用透明膠帶密封，密封塞5可以是硅橡膠密封塞5。
[0031]進一步地，密封樣品架1，其整體形狀滿足理學粉末X射線衍射儀所用樣品架的尺寸但不僅限于此，其適用于所有的粉末X射線衍射儀。
[0032]進一步地，樣品槽3用透明膠帶密封。
[0033]進一步地，加樣漏斗4的出料口直徑小于加樣口 2的直徑。
[0034]進一步地，密封塞5的直徑等于或略大于加樣口 2的直徑，主要起到密封作用，以保證密封效果。
[0035]密封樣品架I的結構滿足傳統(tǒng)理學粉末X射線衍射測定的要求，加樣漏斗4的出料口直徑應小于加樣口 2的直徑，這樣能夠保證樣品不撒落。
[0036]密閉條件下測定對環(huán)境敏感的樣品需要密封樣品架1，應用于粉末X射線衍射測定負載型聚烯烴催化劑。密封樣品架I整體可為一個長方體結構，材質為不與催化劑反應的惰性材料，在其中上半部開有一個樣品槽3，待測試樣裝入其中。樣品槽3的頂端(或側面)開有一個小孔為加樣口 2，小孔目的是向用透明膠帶密封好的樣品槽3中添加樣品，小孔2配有一個大小合適的硅橡膠膠塞5或用透明膠帶、橡皮泥密封，樣品加好后將加樣口 2密封。
[0037]在進行如上設置后，該密封樣品架I主要用來減少擇優(yōu)取向；適用于遇到空氣中的水氧發(fā)生水解、氧化，影響測定結果的負載型聚烯烴催化劑，能將待測試樣與空氣中氧氣、水分隔絕，消除測定過程中外界因素對試樣粉末X射線衍射測定的影響。實際應用也不僅限于負載型聚烯烴催化劑，可將其擴展至其它環(huán)境敏感材料。
[0038]下面進一步描述密封樣品槽的操作過程:
[0039]在手套箱(指充滿氮氣的無水無氧環(huán)境的密閉設備)中，先將經(jīng)干燥處理的樣品架I的樣品槽3和加樣口 2用透明膠帶或膠塞等密封，以防止水、氧氣等的侵入，再用粉末X射線衍射儀測定背底BG衍射譜圖，得到BG信號，這部分屬于空白測定；
[0040]測完BG信號后，再于手套箱中，打開加樣口 2的密封(透明膠帶或膠塞等)，從加樣口 2用合適的加樣漏斗4加入樣品(環(huán)境敏感樣品)，不用施加外力，樣品僅在重力作用下，自然填滿樣品槽3后，用密封塞5或透明膠帶等再次封好加樣口 2，放入粉末X射線衍射儀中進行測定，得到BG與環(huán)境敏感樣品的混合衍射譜圖，以備后續(xù)數(shù)據(jù)處理。經(jīng)粉末X射線衍射儀配置的化學計量學分峰程序處理背底BG信號后，能夠得到樣品的真實衍射譜圖，測定結果準確可靠。另外，實際分析表明:背底BG衍射信號不干擾環(huán)境敏感樣品如負載型聚烯烴催化劑及其原料MgCl2、TiCl3等的X射線衍射分析。
[0041]如圖2A、圖2B所示，是本實用新型密封樣品架裝填試樣前后的數(shù)碼照片(1300萬像素)。
[0042]從圖2A、圖2B裝填試樣前后的對比圖可以看出，由于樣品槽3的密封效果好，環(huán)境敏感樣品填裝過程沒有發(fā)生吸水、發(fā)粘結團現(xiàn)象，同時樣品在填裝過程中沒有受到外界壓力，僅靠重力自然填滿整個樣品槽，能夠避免擇優(yōu)取向問題。
[0043]如圖3所示，是采用本實用新型密封樣品架進行一個周期(連續(xù)7天)測定負載型聚烯烴催化劑的對比衍射譜圖。
[0044]將密封好的樣品架I (未加樣品)以及密封后并添加樣品的樣品架I進行連續(xù)7天的測定，測定結果見圖3。
[0045]在圖3中，顯示試樣連續(xù)7天測定其衍射譜圖沒有變化，樣品槽3的密封性能較好。圖3中最下面的圖是透明膠帶衍射譜圖(背底BG信號)；從自下往上的第2張衍射譜圖開始，分別為第1、2、3、4、5、6、7天透明膠帶和試樣的混合衍射譜圖。
[0046]在圖3中，所采用的衍射儀為粉末X射線衍射儀，如日本理學D/max-2500/PC型，布拉格-布倫塔諾(Bragg-Brentano)光學系統(tǒng)；橫坐標:衍射角2 Θ (單位:度);縱坐標:X射線衍射峰的強度(Intensity，counts ;單位:脈沖計數(shù))。
[0047]從圖3中可以看出，放置7天過程中，MgCl2晶體峰無任何變化，表明采用本技術進行敏感樣品的測定時，密封效果好，試樣無吸水而造成晶體的晶型發(fā)生轉變的現(xiàn)象。PDF#03-0854和PDF#25_1156分別為兩種晶型MgCl2在國際衍射數(shù)據(jù)中心(ICDD)智能數(shù)據(jù)庫TOF-2等中的粉末衍射數(shù)據(jù)文件編碼。
[0048]本實用新型提供了一種用于粉末X射線衍射測定環(huán)境敏感樣品的專用密封樣品架，實現(xiàn)試樣測定過程中密封性好，最大限度地避免由于制樣過程中樣品擠壓引起的試樣中待測晶體擇優(yōu)取向問題，以保證粉末X射線衍射測定結果準確可靠。
[0049]當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本實用新型做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，包括:加樣口、樣品槽、加樣漏斗、密封塞； 所述樣品槽開設于所述密封樣品架的上半部，所述加樣口設置于所述樣品槽的頂端或側面，所述加樣漏斗將環(huán)境敏感樣品從所述加樣口加入到所述樣品槽中，當所述樣品槽中的環(huán)境敏感樣品填滿后，用所述密封塞封好所述加樣口。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述密封樣品架為一個長方體結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述加樣漏斗的出料口直徑小于所述加樣口的直徑。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述密封塞的直徑等于或大于所述加樣口的直徑。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述樣品槽的容積為1.4(31113。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述樣品槽用透明膠帶密封。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述密封塞為硅橡膠密封塞。
8.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述加樣口為圓形。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于X射線衍射測定的密封樣品架，其特征在于，所述環(huán)境敏感樣品為負載型聚烯烴催化劑。
【文檔編號】G01N23/20GK204255712SQ201420620669
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】李瑞峰, 王秀繪 申請人:中國石油天然氣股份有限公司