黄、东海早期成岩过程中黄铁矿的形成史

本文对黄、东海陆架泥质沉积区中的5个岩芯进行了固相沉积物和液相孔隙水中不同形态的硫含量的测定、硫同位素组成的测定,通过分析它们之间的关系,并结合有机质和黄铁矿晶体形态等特征,阐述了在早期成岩作用阶段现代海洋沉积物中硫的成岩变化规律,进而探讨自生黄铁矿的成因。     

黄铁矿氧化的原位衰减全反射红外光谱表征

黄铁矿是自然界普遍存在的一种矿物,容易发生氧化反应,是酸性矿山废水(AMD)的主要来源。研究黄铁矿氧化有助于揭示其产生污染的机制。通过黄铁矿氧化生成硫酸,硫酸再与黄铁矿中所含碳酸盐(钙)反应生成二氧化碳这一设计实验,实现了黄铁矿在大气环境和水环境中氧化的原位衰减全反射红外光谱表征。通过对反应生成的CO₂进行原位表征,发现黄铁矿在空气和水中均存在明显的氧化作用,二者的氧化速率随时间而下降,差别在于,黄铁矿在水环境中的氧化速率下降较之在大气中显著,表明黄铁矿在水中的氧化较之在大气中要慢。在衰减全反射测量中,2 350 cm-1处表征CO₂的双吸收峰的选择性好,并可实现原位分析。     

原子荧光光谱法测定黄铁矿中碲的含量

采用氢化物发生-原子荧光光谱法,考察了原子化器高度、负高压、灯电流、载气流速、屏蔽气流速、介质酸度、载流酸度和硼氢化钾浓度对测定的影响,优化了测定条件。用硫脲-抗坏血酸做干扰抑制剂消除大量基体元素及常见元素对碲元素测定的干扰,确定了黄铁矿中痕量碲的分析方法。     

关于黄铁矿做太阳能电池材料可行性实验研究

本文通过对黄铁矿紫外、可见、近红外光谱的分析,获得黄铁矿对太阳光全光谱的吸收率数据。重点对染料敏化太阳能电池的光阴极进行了实验探究。本人制备了黄铁矿薄膜太阳能电池和以石墨为光阴极的太阳能电池,对各个薄膜形貌进行表征。最后,对各个电池的性能进行了测量比较。并预期在制备太阳电池时,它可能代替硅,而成为今后主要的光伏半导体材料。     

应用电感耦合等离子体质谱研究黄铁矿焙烧灰渣的标识元素

应用ICP-MS研究了黄铁矿干法焙烧灰渣中16种元素与堆存地周围近、远处土层中元素的相关性,以及它们的相似和显著差异元素比.发现在污染的土层中,Tl,Cd,Cs,Cu,Zn,Mn,Pb和Ni都是较易辨识的、与渣灰有相关性或相似比的元素.仅有Tl,Cd,Zn,Ni适合作为元素相似性的判据对象.在渣灰和土壤中,不同组合的T...     

天然杂质对黄铁矿的电子结构及催化活性的影响

采用密度泛函理论和平面波赝势方法对含天然杂质黄铁矿的电子结构和光学性质进行了计算,并讨论了二十种天然杂质:钴、镍、砷、硒、碲、铜、金、银、钼、锌、铊、锡、钌、钯、铂、汞、镉、铋、铅和锑,对黄铁矿催化活性的影响.结果表明在过渡金属杂质中,杂质能级主要由它们的d轨道产生,而在主族金属及非金属杂质中,杂质能级主要由它们的s或p轨道产生.含铜、钼、砷、金、银或镍的黄铁矿对氧的还原的电催化能力增强.除锌、钼、钌、砷、锑、硒和碲外,其余杂质能增强黄铁矿表面俘获电子的能力,使光生电子和空穴复合的概率减小.光学性质计算表 关键词： 天然黄铁矿 杂质 电子结构 光学性质     

贵州普安矿区晚二叠世煤中微量元素的质量分数和赋存状态

运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、X射线荧光光谱（XRF）、冷原子吸收光谱（CV-AAS）、原子荧光光谱（AFS）、离子选择性电极法（ISF）、带能谱仪的扫描电镜（SEM EDX）和逐级化学提取技术（SCET）对贵州普安矿区晚二叠世煤中微量元素的质量分数、赋存状态和成因机理进行了研究。结果表明，贵州普安矿区2号主采煤层的矿物组成主要为低温热液流体成因的黄铁矿和陆源碎屑成因的黏土矿物；与贵州煤、中国大部分煤和美国煤相比，该煤中As (36.9×10－6)、Cd (10.2×10－6)、 Cr (167.3×10－6)、Cu (365.4×10－6)、Hg (2.82×10－6)、Mo (92.6×10－6)、Ni (82.6×10－6)、Pb (184.6×10－6)、Se(6.23×10－6)、Zn (242.3×10－6)和U (54.6×10－6)显著富集。而另外4个主采煤层（1号、8号、11号和17号煤层）中微量元素的质量分数与贵州煤、中国大部分煤和美国煤中的相当。普安矿区2号煤层中的As、Cd、Hg、Mo、Ni、Pb和Zn等元素主要赋存在黄铁矿中，而Cr、Cu和U主要存在于高岭石中，表明低温热液流体和陆源碎屑对煤中微量元素的富集起了决定作用。     

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱实现黄铁矿中多元素原位成像

采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱( LA-ICP-MS)建立了单粒黄铁矿的多元素原位成像方法。在1mm×1mm的扫描区域内,获得有效计数点信息约5万个,总分析时间仅为1.5h。结果表明,此粒黄铁矿表面Fe、S元素的信号强度分布均匀,Fe/S比值数据集中,相对标准偏差仅为11.6%,这表明黄铁矿均质性较好,也表明本分析方法的稳定性较高。相对于围岩,黄铁矿表面的微量元素表现出的富集或亏损特征,可能与黄铁矿形成时的氧化还原环境和后期的次生改造作用有关。本方法将有助于LA-ICP-MS在单颗粒矿物分析中的推广应用,可为古环境、烃源岩和流体成藏等研究提供更直接、更准确的可视化实验数据。     

水热合成黄铁矿型FeS2微纳粉体及其在热电池中的应用

本文以Na2S,S,FeSO4为反应物,通过调节溶液的pH值和反应温度,采用水热法合成了具有立方体形貌的黄铁矿型FeS2材料.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对合成的FeS2材料进行了表征.在温度为500℃,相对湿度RH ≤1;的条件下,测试了其单体热电池的放电性能.XRD测试结果表明当1≤pH≤4时,产物为白铁矿和黄铁矿的混合物;当5≤pH≤11时,产物为单相黄铁矿.当反应温度T=95℃时,产物为白铁矿和黄铁矿的混合物;当反应温度110℃≤T≤200℃,产物为单相黄铁矿.SEM测试结果表明随着温度的增加,产物的粒径也随之增加,在140℃温度条件下合成了具有立方体形貌的颗粒.当1≤pH≤5,产物颗粒的形貌不规则,并且粒径的均一性差;当9≤pH≤12,产物颗粒具有立方形貌,粒径的均一性好;放电测试结果表明合成的单相黄铁矿FeS2材料可以降低浓差极化,提高材料的比容量、比能量.     

利用黄铁矿去除地下水中Se(Ⅳ)污染的XPS分析

硒是生物生长所需的微量元素,但是过度摄入对人体是有害的。主要利用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析了湿法制备的黄铁矿去除水中Se(Ⅳ)的产物形态。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)对湿法球磨制备的黄铁矿进行了表征。XRD图谱表明该法制备的黄铁矿纯度较高,图谱中除了FeS₂特征衍射峰外基本没有杂峰;SEM观测发现处理后的黄铁矿颗粒形状接近球形,尺寸在80～180 nm范围内。上述相关表征结果表明,湿法球磨制备的黄铁矿具有颗粒粒径更小、比表面积更大、反应活性更高等优点。实验结果表明, 在12 h反应时间内, 该法制备的黄铁矿颗粒对初始浓度为20 mg·L-1的Se(Ⅳ)去除效率达到95%。对该组实验数据进行动力学拟合,其结果满足准一级动力学方程, 表观反应速率常数k_obs为0.26 h-1。XPS分析得到如下结论：(1)反应后黄铁矿中铁和硫的结合能均有所降低,即黄铁矿表面出现了新价态的铁元素和硫元素;(2)在反应后的黄铁矿表面有新形态的硒—Se(0)形成,同时也检测到了Se(Ⅳ)形态,但Se(0)的含量占主导优势。由此推测,黄铁矿去除水体中的Se(Ⅳ)以氧化还原为主, 同时伴随着吸附反应。该结果对于利用黄铁矿去除水体中具有高毒性的Se(Ⅳ)具有重要的理论意义和实际应用价值。