Спектроскопия XANES. 
Разработка нового комплексного метода определения параметров 3D наноразмерной атомной и электронной структуры материалов на основе методик XAFS, XRD и Raman

Оксид никеля II (NiO) имеет гранецентрированную кубическую решетку и пространственную группу Fm3m (№ 225) с параметром решетки a = 4.168 Е. Параметр решетки для наночастиц NiO в расчетах спектров поглощения использовался a = 4.194 Е, что на 0.26 Е больше, чем у объемного соединения. Гидроксид никеля (Ni (OH)₂) имеет тригональную решетку с пространственной группой P-3m1 (№ 162) и параметрами решетки a = 3.117 Е и c = 4.597 Е.

Расчеты спектров рентгеновского поглощения проводились «из первых принципов» двумя разными методами. В первом вычисления велись в приближении полного многократного рассеяния в прямом пространстве программным комплексом FEFF9. В расчетах спектров поглощения за K-краем Ni в наночастицах NiO и гидроксиде Ni (OH)₂ использовались обменно-корреляционной потенциал Хедина-Ландквиста, не учитывалось поле остовной вакансии и приближение зависимой от времени локальной плотности (TDLDA). Исследования чувствительности спектра к радиусу кластера вокруг поглощающего атома никеля показали, что при использовании радиуса, большего 7 Е, форма спектра поглощения не изменяется, поэтому в расчетах спектров оксида и гидроксида использовался кластер радиуса 7 Е (171 атом для оксида никеля II и 105 атомов для гидроксида никеля). катализатор оксид никель спектроскопия Вторым подходом к расчету спектров был использован метод конечных разностей, реализованный в программном комплексе FDMNES2009. В расчетах спектров поглощения за Ni K-краем NiO наночастиц и гидроксида Ni (OH)₂ использовались те же структурные данные, как при расчете программой FEFF9, и кластер радиуса 5 Е (57 атомов для оксида никеля II и 45 атомов для гидроксида никеля).

Сопоставление экспериментальных и теоретических спектров за Ni K-краем NiO (norit) и Ni (OH)₂, рассчитанные программами FEFF9 и FDMNES, приводятся на рис. 1.

Теоретические спектры имеют хорошее согласие с экспериментом. Положение и относительные интенсивности пиков соответствуют экспериментальным. Это позволяет говорить о правильности выбора структурных моделей NiO и Ni (OH)₂. Совпадение результатов, полученных при использовании двух различных подходов расчета спектров, подтверждает этот вывод.