PVP对溶剂热合成FeS_2(Pyrite)的形貌控制研究

采用溶剂热合成技术,以FeSO4和(NH2)2CS为反应前驱物,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作表面活性剂的醇-水体系中获得了晶粒完整的FeS2(Pyrite)粉体。借助X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对合成样品的晶相组成、分散性、形貌进行了分析与表征,结果表明,以PVP为表面活性剂可以显著提高产物的分散性,适当调节PVP的用量可以有效调控FeS2晶体的大小与形貌。

丝网印刷制备FeS_2(Pyrite)薄膜及其结构研究

本文采用丝网印刷方法制备了Fe S2 (Pyrite)薄膜,用x射线衍射确定了样品Fe S2 (Pyrite)薄膜的晶体结构,讨论了x射线衍射峰强、点阵常数以及晶粒尺寸等随薄膜厚度的变化.并用Rietveld方法对样品的结构进行了精修,确定了样品中S/Fe原子比的变化范围、键长、键角等结构常数.

Preparation of Photoelectric Material--Pyrite(FeS_2) Thin Film

The preparation methods of simultaneous electro deposition for pyrite (FeS 2) thin film are introduced from aqueous solution of FeSO 4 and Na 2S 2O 3. Electrical process is studied in detail in the paper. From the experiment result, the best way of drying the sample is to dry it in vacuum. Electro deposition method for the preparation of pyrite thin film is a safe, simple and low cost method.

黄铁矿在CO_(2)气氛下非等温氧化转化及动力学分析

针对煤中常见含铁矿物黄铁矿在富氧燃烧典型气氛下转化特性,通过同步热分析结合烟气分析研究了黄铁矿在CO_(2)气氛下的转化行为.结果发现,黄铁矿在CO_(2)气氛下主要经历5个失重阶段且均为吸热过程,首先是黄铁矿颗粒表面硫脱除的起始热解段(相界面反应,n=1/2),活化能低于其在N_(2)气氛下近30 kJ/mol,为220.27 kJ/mol,随后裂解成磁黄铁矿(三维扩散,n=1/2)活化能与其在N_(2)(177.27 kJ/mol)下接近为178.1 kJ/mol;温度高于690℃,随着升温磁黄铁矿缓慢失硫,CO_(2)逐渐参与磁黄铁矿转化且释放SO_(2)和CO;820~1150℃经历双峰失重峰阶段,820~1020℃,氧化气体产物SO_(2)大量生成且在约1000℃达到体积浓度峰值;最后1020~1150℃,坩埚中残留物大量与CO_(2)持续氧化反应失重形成SO_(2)和CO,坩埚中形成复杂物相体系,铁硫化物和铁氧化物共存(或共融).CO_(2)参与黄铁矿产物转化失重阶段活化能分别为180.94 kJ/mol、229.69 kJ/mol和243.46 kJ/mol,动力学机制均为成核与生长(n=1).

不同矿浆温度下Ca^(2+)、Mg^(2+)对黄铁矿可浮性的影响

这是一篇矿物加工工程领域的论文。通过单矿物浮选实验、浮选溶液化学、Zeta电位、XPS,研究了不同矿浆温度下Ca^(2+)、Mg^(2+)对黄铁矿浮选效果的影响机理,结果表明:低温能够明显抑制黄铁矿的浮选,且温度降低能够明显弱化Ca^(2+)、Mg^(2+)对黄铁矿浮选的抑制作用。当矿浆温度从20℃降至5℃时,矿浆中带电粒子运动速度减慢,Zeta电位增大,生成氢氧化钙镁沉淀的临界pH值增大,纯水矿浆中黄铁矿表面的FeO/OH的比例减小,Ca^(2+)、Mg^(2+)矿浆中黄铁矿表面FeO/OH含量的降低幅度减小,减少了黄铁矿表面的氧化程度和活性吸附位点,减少了Ca^(2+)、Ca(OH)+,Mg^(2+)和Mg(OH)+等离子在黄铁矿表面的吸附;但低温并不改变Ca^(2+)、Mg^(2+)在黄铁矿表面的存在形式和吸附状态,pH值为9时,钙镁均以Ca^(2+)、Ca(OH)+、Mg^(2+)、Mg(OH)+的形式存在并吸附在黄铁矿表面。

表面次生氧化矿物对FeS_(2)降解抗生素的影响及作用机制

以广泛应用于畜牧业的大环内酯类抗生素泰乐菌素(TYL)为研究对象,探究了不同氧化腐蚀程度的黄铁矿对TYL的光降解性能和作用机制.结果表明,氧化后的黄铁矿能够显著提高其对TYL的光降解效率.具体来说,氧化后的黄铁矿样品表面粗糙度增加,比表面积扩大,增加了表面反应活性位点,从而提高了其对TYL的吸附能力.此外,氧化增强了黄铁矿表面的电子传递过程,加快了·OH产生速率,进而提高了对TYL的光降解效率.同时,黄铁矿(FeS_(2))与表面新生成的Fe_(2)O_(3)组成了异质结,有效抑制了材料内部光生电子与空穴的复合,从而进一步提高了光降解性能.

FeS_(2)/还原氧化石墨烯复合物修饰碳布电极所制微生物燃料电池阳极的产电性能研究

调整氨水用量(30,50,100,150μL),以氯化铁和还原氧化石墨烯(rGO)为主要原料采用水热法合成4种二硫化亚铁/rGO复合物[FeS_(2)(30)/rGO、FeS_(2)(50)/rGO、FeS_(2)(100)/rGO、FeS_(2)(150)/rGO)],滴涂在碳布电极表面制备FeS_(2)/rGO修饰碳布电极。以修饰碳布电极构建微生物燃料电池(MFCs)阳极,并在阳极溶液中添加活性大肠杆菌培养液,用作MFCs生物催化剂;以碳纸小片构建MFCs阴极,和阳极构成双室型MFCs,以考察MFCs的产电性能。结果表明,FeS_(2)/rGO为呈薄纳米片层结构的rGO与呈片状的白铁矿FeS_(2)和黄铁矿FeS_(2)的混合物或呈八面体结构的黄铁矿FeS_(2)自组装形成的微球,以其修饰碳布电极制成MFCs阳极后,产电功率得到不同程度的提高,其中以FeS_(2)(50)/rGO制得的MFCs阳极在1.0 mV·s^(-1)扫描速率下的最大功率密度可达2 984.8 mW·m^(-2),是rGO以及裸碳布所构建MFCs阳极的1.7倍和2.5倍。循环伏安和电化学阻抗谱测试结果显示,FeS_(2)(50)/rGO修饰的碳布电极的电活性面积较大,FeS_(2)(50)/rGO和活性大肠杆菌间的胞外电子转移效率较高,二者协同作用,提升了MFCs的功率密度。

不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气耦合机制研究

目的为了研究不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气的耦合机制,方法利用压力为1,3,5 MPa的高压罐进行煤和黄铁矿厌氧发酵产气试验。结果结果表明:(1)压力1 MPa时产气量较好,最终产气量为1.26 mmol/g;压力增加,罐中产气量减少,压力5 MPa时产气量仅0.02 mmol/g。(2)随着压力增加,水溶液中HCO-3质量浓度和氧化还原电位(Eh)逐渐上升,pH逐渐下降,5 MPa试验组反应末期pH最低,为4.02,1 MPa压力罐内总铁有消耗,波动较大;反应前期,3,5 MPa压力罐中总铁质量浓度持续增加,说明反应前期3,5 MPa压力下黄铁矿溶解量增加较多;(3)高压条件下,化学需氧量(chemical oxygen deman,COD)和短链脂肪酸浓度水平的显著减少反映了厌氧发酵程度的减弱和黄铁矿酸化程度的增强;(4)压力增加,功能菌种丰度和多样性降低,硫杆菌属逐渐处于优势地位,厌氧发酵过程基本停滞。结论适宜的CO_(2)压力条件可促进煤储层条件下的微生物生长代谢,同时添加黄铁矿发生氧化产生的铁离子,可促进菌群酶活,使煤生物产气反应顺利进行。研究结果可为原位条件富集营养液注入后的产气机制研究提供理论支撑。

介孔片层Ni_(2)FeS_(4)纳米结构修饰电极对尿酸的电催化研究

以硝酸镍、硝酸铁为金属源,硫代乙酰胺为硫源,以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为导向剂,与致孔剂的在不同金属比下用软模板法合成了介孔Ni_(2)FeS_(4)纳米片,在玻碳电极(GCE)上成膜构成尿酸传感器,通过循环伏安法(CV)、电流时间法(I-t)和差分脉冲伏安法(DPV)检测了修饰电极对尿酸的电催化性能,并将其应用于血清中的尿酸检测。探究了Ni_(2)FeS_(4)支持电解液的pH值及扫描速率的与峰电流的关系,研究结果表明,在最优条件下合成并修饰的电极对尿酸有较高的电化学活性、良好的选择性、稳定性和重现性,其线性范围和检出限分别为3~300和0.55μmol/L,用此方法对血清中的目标物进行测定,回收率为95.2%~103.8%。

FeS_2微粉的水热合成及晶体结构研究

利用水热法一步合成了黄铁矿型Fe S2 (Pyrite)多晶粉体.样品的X射线衍射线和Rietvild结构精修表明,所得样品具有AB2 型立方结构,空间群Pa3,晶格常数a=5 .41 5 1 ,Wyckoff参量u=0 .3 868,结合水热生长模式分析了晶体的生长过程.

基于FeS_(2)及其复合材料的钠离子电池负极材料的研究进展

二硫化亚铁(FeS_(2))具有高理论比容量、高电导率、价格低廉以及环境友好的优势,被视为是一种非常具有发展前景的钠离子电池负极材料。然而,FeS_(2)作为钠离子电池负极材料在其充放电过程中体积变化较大,反应动力学较迟缓,进而展现为电化学性能不佳,这严重制约了其在钠离子电池中的大规模应用。因此,总结FeS_(2)材料在钠离子电池循环过程中的反应机理,归纳既有研究对FeS_(2)负极材料瓶颈问题的解决方式,探讨了未来提升FeS_(2)负极材料性能可行的工作方向,对设计高容量的钠离子电池至关重要。本文首先阐述了FeS_(2)负极材料的结构特性与储钠机制;其次,根据FeS_(2)的反应机制及物理特性,总结了FeS_(2)作为钠离子电池负极材料的瓶颈问题;然后,从FeS_(2)的结构调控、FeS_(2)/碳基复合材料、FeS_(2)/高分子化合物复合材料及FeS_(2)/金属化合物复合材料四个方面归纳了近年来既有研究瓶颈问题的解决方案;最后,基于上述分析,从强化电解质特性、调控电极结构、降低材料成本、改变电极基底及优化电池工作环境的角度提出未来提升FeS_(2)负极材料钠离子电池性能的可行性工作方向。

CuTe_(2)单晶的高温高压合成和物性表征

具有黄铁矿结构的3d过渡金属硫族化合物MX_(2)(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn;X=S,Se,Te)因呈现丰富的新奇物性而备受关注,其中CuX_(2)是该体系中唯一的超导体,超导转变温度(T_(c))分别为1.5K(CuS_(2))、2.4K(CuSe_(2))和1.3K(CuTe_(2))。由于CuX_(2)系列材料只能在高温高压条件下合成,因此,早期关于CuTe_(2)的少数报道均基于多晶样品,到目前为止仍缺乏单晶样品物性的详细报道。采用川井型6/8式二级推进多砧压机,在900℃和5GPa的高温高压条件下合成了高质量的CuTe_(2)单晶样品,并对其进行详细的晶体结构、电输运、磁化率及比热容等物性表征。研究结果表明:CuTe_(2)单晶样品为弱耦合Ⅱ类超导体,T_(c)约为1.3K。通过总结对比同体系CuS_(2)、CuSe_(2)以及CuTe_(2)的超导参数,进一步揭示了CuTe_(2)费米面附近的态密度与超导演化的联系。

高纯天然黄铁矿粉体用于LiAl-FeS_2热电池

天然黄铁矿经提纯和特殊处理 ,可获得高纯FeS2 超微细粉体 (HFP)。用X -射线衍射 (XRD)和差热分析 (DTA)研究了HFP的结构和热性能。以HFP为正极材料做成LiAl-FeS2 热电池 ,在放电电流为 1.75A、0 .70A时 ,其初始放电电压分别为 1.934V和 1.984V ,高于目前所用的FeS2 ,说明HFP适合做LiAl-FeS2 热电池的正极活性材料 。

光电薄膜材料FeS_2(黄铁矿)的研制

研究了用电沉积法制作太阳能电池薄膜材料。分别用三种含铁元素和硫元素的水溶液淀积 Fe S2 薄膜 ,将所得的样品在 N2 氛围中退火 ,退火温度分别为 40 0℃和 50 0℃。结果表明 ,从 Fe SO4 · 7H2 O+Na2 S2 O3· 5H2 O水溶液得到的薄膜中含 Fe S2 的衍射峰比从其它两种水溶液得到的薄膜中含 Fe S2 的衍射峰多而明 ;退火温度为 40 0℃比 50 0℃更合适 ;另外 ,为防止薄膜氧化 ,在真空中干燥效果最佳。

FeS_(2)/TiO_(2)复合纳米材料制备及光催化性能分析

光催化技术能有效解决日益严重的水污染问题,其中心是高效光催化材料的设计与合成。以二氧化钛、升华硫粉、还原铁粉为原料,无水乙醇为过程控制剂,采用湿式机械化学合成法一步制备具有可见光响应的FeS_(2)/TiO_(2)复合纳米材料。通过场发射扫描电镜(FESEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行表征,研究材料复合方式、煅烧温度、催化剂用量、污染物浓度和溶液初始pH值等条件因素对体系光催化降解性能的影响规律。结果表明,机械化学合成FeS_(2)/TiO_(2)复合纳米材料同步实现FeS_(2)生成、FeS_(2)和TiO_(2)均匀复合以及S元素掺杂进入TiO_(2)晶格三个目标;300℃热处理的复合材料在pH值为4、催化剂投加量1 g/L和亚甲基蓝初始浓度20 mg/L时催化效果最优,在可见光下复合材料光催化降解率是单独TiO_(2)的15倍,单独FeS_(2)的1.8倍,有效提高了处理化工行业典型污染物的效率。异质结构筑和S元素掺杂改善了TiO_(2)能级结构,促进了复合体系光生电子-空穴对的有效分离和光催化利用。

FeS_(2)薄膜正极制备及性能

利用3D打印技术对FeS_(2)薄膜正极进行了制备,考察了测试时使用的不同电解质类型、放电测试温度以及正极厚度参数对单体电池放电特性的影响。实验结果表明,采用3D打印技术制备的薄膜正极具有较高的比容量和稳定性,测试薄膜正极使用三元LiCl-LiBr-LiF电解质隔膜的单体电池放电性能最好,初始电压达到2.19 V;截至1.5 V时,电池比容量达到688.5 mA·h·g^(-1)。

FeS_2薄膜光电性能研究进展

对FeS2 薄膜光电性能的研究现状进行了分析 ,综述了制备方法、硫化工艺及掺杂元素对FeS2 薄膜光电性能的影响以及光电转换效率的研究进展 ,讨论了FeS2 薄膜这种先进太阳能电池材料研究中现存的问题和发展方向。

Leaching kinetics of gold bearing pyrite in H_2SO_4-Fe_2(SO_4)_3 system

Gold bearing pyrite leaching was conducted in H2SO4-Fe2（SO4）3 system at different reaction temperatures,with different ferric ion concentrations,sulfuric acid concentrations and stirring speeds.The leaching kinetics and mechanism were studied.When the temperature ranged between 30-75 °C,the pyrite leaching was mainly controlled by chemical reaction with positive correlation to the ferric ion concentration.The activation energy obtained from Arrhenius empirical formula is 51.39 k J/mol.The EDS and XPS analyses suggest that the oxidation of sulfur within pyrite is through a series of intermediate stages,and eventually is oxidized to sulphate accompanied with the formation of element sulfur.This indicates a thiosulfate oxidation pathway of the gold bearing pyrite oxidation in H2SO4-Fe2（SO4）3 system.

不同结晶度纳米黄铁矿对亚甲基蓝吸附性能分析

采用湿式机械化学合成法结合热处理工艺制备出不同结晶度的黄铁矿纳米颗粒,研究其对亚甲基蓝的吸附性能。利用FESEM、XRD、BET等手段对制备纳米黄铁矿的形貌、晶体结构和比表面积进行表征。考察了结晶度、亚甲基蓝初始浓度、初始pH值、干扰离子、溶解氧等对黄铁矿吸附性能的影响。结果表明,随煅烧温度的提高,黄铁矿纳米颗粒的结晶度和吸附性能分别呈现上升和下降的趋势。随亚甲基蓝初始浓度上升,FeS_(2)吸附量逐步上升并达到稳定。不同结晶度黄铁矿的最佳吸附pH值环境存在差异,随黄铁矿结晶度提升,材料最佳吸附pH值环境由酸性变为碱性。性质稳定干扰离子对吸附过程的影响较小,而碳酸根离子可使溶液保持较强的碱性环境,使材料的吸附性能提升。体系溶解氧含量通过影响黄铁矿表面氧化程度,进而产生负离子位来提高材料吸附性能。合成FeS_(2)的吸附数据与Langmuir吸附模型拟合良好,低结晶度材料符合准二级动力学模型,高结晶度材料符合准一级动力学模型。总体而言,机械化学合成的黄铁矿纳米颗粒能够高效去除水中的亚甲基蓝,具有良好的应用前景。

FeS_(2)/生物炭复合材料的制备与表征实验研究

生物炭是一种具有良好应用前景的吸附剂,经适当改性处理可获得优异的性能。近年来利用生物炭吸附处理有机污染物逐步成为研究热点,FeS_(2)与生物炭复合能够将原始生物炭比表面积大、孔隙结构丰富、官能团丰富、吸附性高的优点,与FeS_(2)纳米材料氧化还原活性高、电子运输能力强的优点相结合。本论文首先利用机械球磨法制备FeS_(2)/生物炭复合材料,可得到纳米级材料,且能够抑制材料团聚,在后续应用过程中提高FeS_(2)利用率,并对FeS_(2)/生物炭复合材料进行SEM-EDX与XRD表征。实验结果表明:复合材料均在2θ=33.04°,37.07°,40.76°,47.42°,56.27°等位置出现了明显的衍射峰,与黄铁矿FeS_(2)的特征峰(PDF#99-0087)对应,表明成功制备出了黄铁矿型FeS_(2),且FeS_(2)与生物炭成功结合;通过SEM-EDS与XRD图谱分析显示,利用机械球磨法按照球料质量比15∶1、FeS_(2)与生物炭质量比15∶1、Fe粉与S粉物质的量比1∶2、转速400 r/min,球磨72 h制备的复合材料为FeS_(2)/生物炭纳米材料。材料为球状或类球状、粒度分布较均匀、纯度较高、结晶度较好。