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精品干貨:TEM中如何正確制樣和選擇載網?
來源:研之成理 時間:2020-04-13 15:37:39 瀏覽:10347次

本文轉載自研之成理

前言:

電子顯微鏡(EM)的重要性不言而喻,但是想要適得其用卻并不容易。從樣品的制備、載網的選擇,到儀器的操作與使用,再到圖像和數據的分析,每一步都需要小心細致,否則難以得到可靠、有用的信息。研之成理將從三方面系統(tǒng)介紹這些知識(初步我們會以基礎內容為主,后期會進行一些更專業(yè)級別的分享與介紹):第一部分是表征前的準備;第二部分是儀器使用和操作;第三部分是數據的處理與分析。


本期精彩:

本期內容介紹在 TEM 中如何正確的制樣和選擇載網。我們以多相催化劑(粉末)和納米材料(溶液相)為主要表征對象。


制樣:

1.溶液相納米顆粒

常見的納米粒子(金屬納米顆粒、量子點、氧化物納米顆粒等)都能夠很好溶解、或者分散在溶劑中,使得制樣過程變得簡單很多。常見的方法有兩種:1.撈取法:用特制的鑷子夾取載網放置于分散好的膠體溶液中,適當晃動,取出載網晾干即可,如圖1 所示。2.滴液:在干凈桌面上鋪一張 A4 紙或者面巾紙,在 A4 紙上放一張濾紙。將載網正面朝上放置在濾紙中央。用滴管取液滴加到載網上,如圖2 所示。

圖1


圖2


注意:無論的是哪一種方法,溶液濃度需適中,否則測試時要么很難發(fā)現樣品、要么樣品疊加在一起。如果溶液濃度很稀,可以多次滴加,但是每次滴加需間隔一定時間保證前一滴溶劑揮發(fā)完全。



2.粉末狀多相催化劑

對于多相催化劑而言,樣品通常呈現為粉末狀。這類樣品需要分散到溶劑中,再掛網。因為理論上,樣品越薄越利于觀察。所以對于粉末樣品,掛網前務必充分研磨,確保樣品足夠薄。有時候為了能夠拍出理想的電鏡照片,常常研磨一小時甚至數小時。研磨完成后分散到溶劑中,并超聲 15 分鐘以上。對于溶劑的選擇一般是乙醇、甲醇等易揮發(fā)類物質。也可用水作為溶劑,但其揮發(fā)性小,表面張力也太大,制樣時可適當加熱或者通風以加速揮發(fā)。注意是分散到溶劑中,并不是溶解。分散完全后,參照上面介紹的兩種方法掛網即可。當然還可以通過包埋切片的方法來制樣。這種包埋方法可用于表征催化劑內部結構,如孔道結構。


本期僅以多相催化劑和溶液相納米粒子作為對象。對于其他類樣品,比如高分子樣品、薄膜樣品的制備,現分享一些資料(請點擊“閱讀原文”查看)。


載網支持膜的選擇:

載網支持膜,俗稱銅網,或者碳網,具體組成如圖3 所示。其主要分為三個部分:最下層是具有一定目數的金屬網,可以是銅網、鎳網、金網等。金屬網上面為有機層(方華膜),最上面為一層碳膜。根據測試和樣品需求不同,載網的選擇也不盡相同。

圖3


載網主要分為以下幾大類:

簡單載網支持膜:由金屬網和有機膜組成。有機層的目的是吸附固定樣品,以免其從網孔滑落。特別是對于納米級樣品,這一點很重要。


碳支持膜:由金屬網、有機層、碳層構成。載網在電子束的轟擊下,會發(fā)生電荷積累,從而導致樣品的移動和膜的破裂。碳層的引入能夠增強載網的導電性和導熱性,其厚度一般為 7-10 nm。


微柵網:在制作載網支持膜的過程中,在膜上打一些小孔,則成為微柵網,電鏡下微柵網如圖4 所示。

圖4


因為孔的存在,所以制樣時就會有很多樣品聚集在孔的邊緣。處于邊緣的這些樣品因為沒有膜作為襯底,從而提高樣品的成像清晰度。微柵網適用于管狀、棒狀、納米團聚體的觀察,也常用于高分辨觀察。



純碳支持膜:顧名思義,純碳支持膜僅由金屬網和碳層組成。這種支持膜適用于有機溶劑體系(比如溶于有機溶劑的納米顆粒)的表征。因為普通的載網都有一層有機膜,有機溶劑常會將膜溶解,導致樣品脫落(如果你在 TEM 表征時,發(fā)現載網內沒有樣品,或者樣品量極少,很有可能是有機膜被溶解所致)。


常見載網主要分為以上幾類。如何選擇合適的載網,首先考慮樣品的性質和溶劑的類別。如果是有機溶劑體系的納米粒子,可以選擇純碳支持膜(根據經驗,只要溶劑不是氯仿或者二氯甲烷,普通的碳支持膜也可滿足要求)。如果樣品是分散于乙醇或者甲醇中的粉末樣品,則選擇普通碳支持膜即可。


如何區(qū)別載網正反面

網絡上很多區(qū)別正反面的方法,經過與電鏡廠家溝通,比較靠譜的方法是通過對比載網邊緣與中間區(qū)域亮度。首先需要明確一點,有碳膜的一面被視為正面。

正面載網邊緣與中間區(qū)域亮度相同

反面載網邊緣的亮度高于中間區(qū)域

建議在臺燈下觀察更為明顯。


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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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