XPS分峰软件介绍

计算机在高分子研究中的应用贺金梅硕士课程高分子材料教研室第二节

XPS分峰软件在高分子研究中的应用

XPS分析可提供表面所存在的所有元素（除H和He外）的定性和定量信息定性分析定量分析元素组成鉴别（全谱扫描）化学态分析（窄区扫描）各元素含量（全谱扫描）各官能团含量（窄区扫描）§2.1XPS概述

XPS：

X-rayPhotoelectronSpectroscopy,X-射线光电子能谱，简称XPSElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis,简称ESCA

基本原理：Eb

=hv-

Ek-W

表面分析：§2.2化学态分析

化学位移：对于某一给定原子，准确的内能级结合能将由于局部成键作用而有所改变，即由于原子成键状况而产生结合能位移或“化学”位移。

为什么要分峰？

化学位移的一般规律：由于任何核外电子电荷分布的变化都会影响内层电子的屏蔽作用，当外层电子密度减小时，屏蔽作用减弱，内层电子的结合能增加，反之结合能将减小。

几种常见元素的化学位移值：C1s结合能(eV)O1s结合能(eV)S2p结合能(eV)C-CC-H284.6O=C531.2S-Ag160.9O-H531.7-C-S-Ag161.9C-N285.7O-Si531.9S-Cu161.9C-O（醇或醚）286.1O-C532.5-C-S-Cu162.6C=O（醛或酮）287.4O=C-O533.3RSH163.8O-C=O(酸或酯)288.6C-F291.6即：原子的化学位移随与之成键的原子的电负性的增大而增大。§2.3

XPS分峰拟合技术在聚合物研究中的应用简单的均聚物共聚物交联高聚物共混高聚物此外，粘结、吸附、高聚物降解、高聚物添加剂的扩散、高聚物表面化学改性、等离子体和电晕放电表面改性以及复合材料等等方面的应用1.EMA共聚物的表面表征EMA共聚物的组成为：表面结构（结晶相和无定型相在表面上的分布、组成和取向）表面性质应用（粘着性、密封性、浸润性、可印染性和粘合力）胶片和胶粘剂XPS分析

含23.4%（质量百分数）丙烯酸甲酯的EMA共聚物热压薄膜表面的XPS谱图（出射角为45°）

C1s分峰拟合谱O1s分峰拟合谱2.PTFE聚合物的表面改性

聚四氟乙烯（PTFE）超细颗粒具有优异的化学稳定性和机械性能，在机械、纺织、航空、电子等领域有广泛的应用。PTFE超细颗粒表面润湿性极差，难与其它材料结合，因此其应用受到一定限制，超细颗粒表面活化及接枝改性是拓展其应用领域的重要途径之一。0.15mol/L钠萘络合物腐蚀液活化6min后PTFE颗粒的

XPS谱图经0.15mol/L钠萘络合物腐蚀液活化6min并接枝24h后PTFE超细颗粒的

XPS谱图C1s分峰拟合谱3.聚合物复合材料增强体的表面表征以碳纤维增强环氧(CF/Epoxy)复合材料为例。采用表面镀银的碳纤维作为基底，分别进行三类有机化合物的分子自组装，并分别对S元素的XPS谱图进行分峰分析，判断分子在银表面的吸附状态。

取代烷基硫醇化合物在镀银碳纤维上的吸附

芳基硫醇化合物在镀银碳纤维上的吸附

芳杂环硫醇化合物在镀银碳纤维表面上的吸附不同链长的取代烷基硫醇在镀银碳纤维上的吸附结构示意图

取代烷基硫醇在镀银碳纤维上的吸附

取代烷基硫醇的XPS谱图S2p分峰拟合谱HTPATP芳基硫醇在镀银碳纤维上的吸附取向示意图

芳基硫醇在镀银碳纤维上的吸附芳基硫醇的XPS谱图S2p分峰拟合谱

芳杂环硫醇在镀银碳纤维表面上的吸附

MBT的XPS谱图2-巯基苯并噻唑的化学结构模型图S2p分峰拟合谱§2.4

XPS分峰软件的分峰步骤几种常用的XPS分峰软件：

Origin数据处理软件

XPSpeak分峰软件

Grams/32AI分峰软件（特点：操作方便，简单易学）分峰基本原理：利用高斯函数（Gaussian函数）

请将系统时间改回1998年Grams/32AI软件的分峰步骤1、转换数据格式：将原始数据在红外光谱软件里打开，对原始谱图先进行基线校正和平滑处理，然后将原始数据格式转换成分峰软件所需格式*.spc2、打开GRAMS/32AI，引入数据：点File---opentrace，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图。3、打开分峰窗口：点Applications---AdvancedProcessing---PeakFitting，弹出窗口“PeakFittingOptions”。4、选择分峰区域：手动，在图形窗口的两边移动蓝色的框，确定结合能的起始和终点位置。5、设定参数：在分峰窗口的Find---Function里选择拟合函数，一般选择

Gaussian，即高斯函数。6、选峰和拟合：首先观察好峰形，确定峰的个数和峰的大致位置，用鼠标右键单击选峰的位置，然后点“Iterate”里的“Run”，进行拟合，观察拟合后总峰与原始峰的重合情况，如不好，可以多次点“Run”。7、参数查看：拟合完成后，点“PKParameters”，看每个峰的参数，通过峰面积可计算此元素在不同峰位的化学态的含量比8、数据输出：点“Options”的“OutputDataFiles”，则将拟合好的数据存盘，然后在Origin中作出拟合后的图。注意：需要将拟合峰分别加上bas