电位对无捕收剂溶液中黄铜矿表面化学构成的影响

采用循环伏安法、X射线光电子能谱研究了黄铜矿在中性无捕收剂浮选介质中不同电位极化后其表面产物相的化学构成.结果显示黄铜矿在中性无捕收剂溶液中表面相中的S以具有黄铜矿晶体结构的亚稳相缺金属硫化物CuFe1-xS2,CuS2和稳定相多硫化物Sn-的形态存在.当电位提高到0.1 V/SCE,表面相中的Sn-消失,大量的S0和少量高价态(+4/+6)硫相(S2O23-/SO24-)形成.当极化电位大于0.35 V/SCE,表面相中S0的量急剧减小,氧化形成了大量的高价态(+4/+6)硫相(S2O23-/SO24-).表面相中的Cu以CuFe1-xS2的形式存在,高电位下出现少量的CuO相.Fe在低电位...     

黄铜矿吸附5-戊基-1,2,4-三唑-3-硫酮的热力学及机理

以正己酸和氨基硫脲为原料,加热回流条件下得到己酰胺硫脲中间体,该中间体在碱溶液中成环并酸化制得5-戊基-1,2,4-三唑-3-硫酮(PETT),采用红外光谱和核磁共振氢谱及碳谱确认其结构。研究PETT对黄铜矿的浮选性能及其在黄铜矿表面的吸附热力学及机理。研究结果表明:PETT是黄铜矿的优良捕收剂,其吸附于黄铜矿表面的优选p H范围为4.0~9.0,吸附量随着温度的升高而增大,其等温吸附符合Langmuir模型,吸附焓变ΔH为54.27 k J/mol,熵变ΔS为278.82 J/(mol·K),吸附自由能变ΔG为-28.81 k J/mol(298 K)。PETT吸附于黄铜矿表面的过程可能为自发、吸热的单分子层化学吸附。PETT通过其三唑环内氮原子和环外硫原子与黄铜矿表面的铜原子成键而化学吸附于黄铜矿表面。     

2,3-二巯基丁二酸对黄铜矿和辉钼矿浮选行为的影响

以煤油为捕收剂,研究了2,3-二巯基丁二酸(DMSA)对黄铜矿和辉钼矿可浮性的影响,并通过动电位分析和量子化学计算探讨了DMSA与矿物之间的作用机理.浮选结果表明,DMSA对黄铜矿抑制作用较强,而对辉钼矿抑制很弱;获得对黄铜矿较好抑制效果时,其用量仅为硫化钠的1/9~1/13.动电位测试结果显示,DMSA在黄铜矿和辉钼矿表面均有吸附,但在黄铜矿表面的吸附作用强于辉钼矿.量子化学计算表明,DMSA与黄铜矿发生电化学作用,而不与辉钼矿发生反应.     

含N，S杂原子功能基螯合树脂的合成及其吸附性能

以2-巯基苯并噻唑(MBT)、2-巯基苯并咪唑(MBM)、2-氨基苯并噻唑(ABT)、氨基噻唑(AT)及苯基硫脲(PTU)与环氧酚醛树脂(F46)反应合成了五种含氮、硫杂原子功能基的螯合树脂；分别测定了各种树脂对多种金属离子的吸附性能．结果表明，树脂对不同金属离子的吸附能力不同，对Ag^ 的吸附符合Freundlish等温方程．     

新型二烷基黄原酸酯捕收剂DIDTC浮选机理

合成了一种活性二烷基黄原酸酯捕收剂——S-十二烷基,O-异丙基-黄原酸酯(DIDTC)并将其用于浮选分离黄铜矿和黄铁矿.浮选实验结果表明DIDTC具有比丁基黄药更好的选择性,紫外可见光谱证明DIDTC对铜离子比铁离子具有更强的吸附性.采用红外光谱和吸附实验研究了DIDTC对黄铜矿表面的吸附机理,实验结果表明在碱性环境中DIDTC可能通过其分子中的S原子和O原子同时与黄铜矿表面的铜原子发生了键合,并在浓度较高时形成多层吸附.另外,还采用普遍微扰理论和基于GGA/PW91作为交换相关函的密度泛函计算对上述结果进行了捕收剂的构效关系分析.     

捕收剂CSU-A与黄铜矿作用机理

通过矿物浮选实验、吸附量测试以及红外光谱分析,研究CSU A与黄铜矿和黄铁矿相互作用的规律.浮选实验结果表明,当CSU A的质量浓度为6mg/L,溶液pH值为9.0～9.5时,CSU A对黄铜矿捕收能力强,对黄铁矿捕收能力弱;红外光谱分析结果表明,捕收剂CSU A与黄铜矿和黄铁矿作用前、后的红外光谱图明显不同,在黄铜矿与药剂作用后出现了6cm-1的波数位移,而黄铁矿与捕收剂作用前、后的红外光谱图基本上没有变化.由此可以确定,捕收剂CSU A在黄铜矿表面发生了化学吸附,而在黄铁矿表面仅是简单的物理吸附.捕收剂CSU A具有选择性的主要原因是在黄铜矿和黄铁矿表面发生吸附的形式不同.     

2-巯基苯并噻唑浓度对API X60管线钢酸蚀行为的影响:电化学参数及吸附机理

我们研究了2-巯基苯并噻唑浓度对API X60管线钢在25°C含H₂S环境中和0、2.5、5.0、7.5和10.0 g/L的2-巯基苯并噻唑抑制剂条件下的酸腐蚀行为的影响。我们利用开路电位 (OCP)、动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)测试来研究这种腐蚀行为，利用能量色散光谱和扫描电子显微镜来分析腐蚀产物。OCP 和动电位极化测试结果表明，2-巯基苯并噻唑降低了阳极和阴极的反应速度。关于抑制剂的吉布斯自由能的评估表明其值在?20 kJ·mol?1和?40 kJ·mol?1之间。因此，2-巯基苯并噻唑对API X60管线钢表面的吸附既是物理也是化学吸附，其中后者是自发的。此外，由于吉布斯自由能值为负，我们可以得出结论，2-巯基苯并噻唑在管线钢表面的吸附是自发发生的。EIS结果表明，随着2-巯基苯并噻唑抑制剂浓度的增加，API X60钢的耐腐蚀性能提高。对腐蚀产物的分析表明，其表面形成了硫化铁化合物。总之，结果表明，缓蚀剂浓度的增加导致腐蚀速率的降低和缓蚀效率的增加。此外，我们发现在含H₂S的环境中API X60钢表面上的2-巯基苯并噻唑吸附行为遵循Langmuir吸附等温线并自发发生。     

捕收剂CSU31对黄铜矿和黄铁矿浮选的选择性作用

通过浮选实验、吸附量和动电位测定,考察捕收剂CSU31对黄铜矿和黄铁矿浮选性能的影响及作用机理。研究结果表明:当pH=2.7~12.0时,CSU31对黄铜矿的捕收能力强,最大回收率达到93%,而对黄铁矿的捕收能力弱,在pH为7.0~12.0时,其回收率小于10%;当pH为7.0~11.0时,用CaO作pH调整剂,黄铁矿回收率低于5%;CSU31在黄铜矿和黄铁矿表面的吸附量均随着CSU31用量的增加而增大,但捕收剂在黄铜矿表面的吸附量明显大于在黄铁矿表面的吸附量,CSU31的吸附造成矿物表面的动电位往负的方向移动,而且使黄铜矿表面的动电位负移较大。     

防止银器文物变色的唑系复合缓蚀剂——II.SERS法研究唑系缓蚀剂防银变色的作用机理

测定了 PMTA、MBO、MBI的普通拉曼光谱 ( NRS) ,利用表面增强拉曼散射光谱( SERS)研究了几种唑系缓蚀剂防止银器文物变色的表面成膜过程 ,复合缓蚀剂组分与银的相互作用 ,并讨论了其防变色作用的机理。实验结果表明 ,PMTA、MBI和 MBO与银表面存在着较强的相互作用 ,由于杂环结构的差异 ,不同缓蚀剂在银表面上呈现不同的吸附取向 ,形成了更为致密的防变色保护膜。在成膜溶液中 ,p H值较小时有利于缓蚀剂吸附 ,处理时间应不少于 1 2 0 min。成膜溶液和含缓蚀剂的硫化钠溶液中 ,银电极阴极极化时 (外加阴极电位≤ 60 0 m V的测试范围内 ) ,复合缓蚀剂的 SERS响应均随电位负移而增强 ,表明其可有效防止银在腐蚀介质中的变色行为     

2种阴离子捕收剂在石英表面的吸附机理

用石英晶体微天平(QCM-D)实时原位测定油酸钠和混合脂肪酸(KS-I)在经Ca~(2+)活化的SiO_2表面的吸附量,并结合单矿物浮选、原子力显微镜(AFM)和Zeta电位,研究捕收剂的吸附机理。研究结果表明:当矿浆p H为12.0时,油酸钠的浮选效果比KS-I的好,且活化剂和捕收剂用量都比KS-I的小。矿浆中Ca(OH)_2浓度为6.48×10~(-5)mol/L且油酸钠用量为30 mol/L时,石英的回收率可达到97.9%;而KS-I在Ca(OH)_2浓度为2.16×10~(-4)mol/L且捕收剂用量为90 mol/L的条件下得到最佳的回收率仅为78.6%。Ca~(2+)在SiO_2表面的吸附分为2个阶段,油酸钠在活化后的SiO_2表面形成吸附量为5.4×10~(-6)g/cm2的黏弹性吸附层,且只有1个吸附阶段。而KS-I在SiO_2表面的吸附量只有2.5×10-8 g/cm~2。油酸钠在SiO_2表面形成15.2~97.3 nm的吸附层,而KS-I在SiO_2表面的吸附层最厚仅为10 nm,且2种药剂在整个表面的吸附并不均匀。油酸钠与KS-I在活化的石英表面均发生静电吸附作用,但油酸钠的吸附量比KS-I的吸附量大。     

N,N′-二异丙氧基丙基-N″,N''-氧二乙氧羰基硫脲在黄铜矿表面的吸附动力学和热力学特性

研究一种新型结构的双硫脲表面活性剂——N,N′-二异丙氧基丙基-N″,N′′′-氧二乙氧羰基硫脲(Di PODECTU)在黄铜矿表面的吸附动力学和热力学。研究结果表明:黄铜矿吸附Di PODECTU较佳的p H范围为5~10,吸附量随着温度的升高而减小。等温吸附模型符合Langmuir模型,其吸附焓变ΔH为-19.56 k J/mol,吸附自由能变ΔG为-28.70 k J/mol(298 K),说明Di PODECTU在黄铜矿表面为单层化学吸附。吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数Ks为0.144 m-2/(mol·h),平衡吸附量Qe为5.72×10-5 mol/m2,与实测值5.41×10-5 mol/m2接近。Di PODECTU主要以化学作用方式吸附在黄铜矿表面。     

黄原酸甲酸酯的电子结构与浮选性能关系的密度泛函研究

运用密度泛函理论计算一系列黄原酸甲酸酯捕收剂的几何构型和电子结构,结合Klopman的普遍化微扰理论,研究前线轨道性质(形状和能量)、自然键轨道电荷、电负性、绝对硬度等参数与捕收剂浮选性能之间的相关性.黄原酸甲酸酯的键合原子为C=S双键中的S原子,最高占据轨道能量、自然键轨道电荷、电负性等参数只能推断捕收剂的浮选活性.黄原酸甲酸酯所表现出的选择性,主要是因为黄铜矿表面Cu原子的d轨道电子转移到捕收剂的最低空轨道(LUMO)和能量第二低空轨道(LUMO+1)形成反馈π键,从而增强了捕收剂对黄铜矿的浮选能力.空轨道能量(ELUMO、ELUMO+1)大小可较好地解释捕收剂的选择性强弱.     

体声波传感器对2-巯基苯骈噻唑缓蚀机理的研究

采用体声波传感器 (BAW)系统研究了 2 -巯基苯骈噻唑(MBT)在酸性、中性和碱性介质中的缓蚀行为 ,并提出了相应的缓蚀机理     

氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿表面性质及其浸出的影响

通过测定吸附量、Zeta电位和接触角,并通过对原子力显微镜表面进行表征及摇瓶浸出试验考察不同能源(Fe2+、单质硫和黄铜矿)培养的氧化亚铁硫杆菌A.ferrooxidans对黄铜矿表面性质的影响及其与黄铜矿浸出的关系。研究结果表明:不同能源培养的A.ferrooxidans菌对黄铜矿表面性质的影响规律相似;A.ferrooxidans菌均能快速吸附在黄铜矿表面,而矿驯化的A.ferrooxidans菌在矿表面的附着能力更强;细菌的吸附使黄铜矿的等电点朝细菌的等电点方向偏移,且由于在黄铜矿表面生成了硫膜和不稳定铜硫化物使得黄铜矿表面接触角增大,疏水性增强;在浸矿初期,细菌与黄铜矿作用以直接作用机理为主。     

镍催化剂硫中毒的研究

本文研究了CO、H_2S和C_4H_4S在Ni/γ-Al_2O_3上的化学吸附过程。实验证明,用CO在-72℃的化学吸附测定催化剂的金属表面积,是一个可行的方法。CO不吸附在被毒物掩盖的表面上。S复盖度在0.4以下,毒物S对CO在未复盖的镍表面上的吸附没有影响;复盖度超过0.4.随着复盖度增加,S明显地阻碍CO的吸附。10Vpm~(?)H_2S在H_2中的混合气体,在300—500℃下,经过约20小时的化学吸附,形成饱和吸附层,S与表面Ni原子比例为0.53,0.1%(V/V)C_4H_4S在H_2中的混合气体,在20℃经过约20小时的吸附,形成饱和吸附层。表面Ni原子与C_4H_4S分子比例为4.95。噻吩以非解离方式占据着4.95个表面Ni中心。中毒催化剂在600℃,H_2气流下经过约50小时,可以完全再生。     

阴阳离子捕收剂在长石与石英表面的吸附特性

采用单矿物浮选、ξ-电位和芘荧光探针,研究阳离子捕收剂十二胺(DDA)和阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠(SDS)在长石和石英表面的吸附特性.单矿物浮选结果表明:pH=2.0时,相同浓度的单一或混合捕收剂溶液中长石的表面疏水性要强于石英的表面疏水性,混合捕收剂中矿物表面疏水性比单一捕收剂中的强.ζ-电位测定结果表明:在阴/阳离子单一捕收剂中长石和石英ζ-电位分别向负方向和正方向移动;阴阳离子混合捕收剂摩尔比接近1:1时,pH在2.0、2.5和9.0时长石和石英各自ζ-电位相差不大.芘荧光探针分析结果表明:pH=2.0时,捕收剂在低浓度时通过静电作用零星吸附于矿物表面,矿物表面极性与捕收剂浓度呈负相关,当矿物表面形成胶束后,单一捕收剂溶液中矿物表面极性有所增强,而混合捕收剂溶液中矿物表面极性继续降低;在相同条件下的混合捕收剂溶液中矿物表面的疏水性比单一捕收剂强,且在矿物表面形成胶束浓度要比单一捕收剂低;整体而言,相同浓度条件下单一和混合捕收剂溶液中长石表面疏水性比石英的强.     

黄铜矿和黄铁矿无捕收剂浮选和分离的研究

本文给出了有、无硫化钠存在时,黄铜矿和黄铁矿的无捕收剂浮选行为。研究表明,黄铜矿具有良好的自诱导可浮性,浮选的电位范围和pH范围较宽;弱酸性和碱性介质中,黄铁矿自诱导浮选差,没有任何可浮电位范围。然而,硫化钠的添加,明显促进了黄铁矿的无捕收剂浮选。天然矿石浮选试验表明,自诱导和硫诱导浮选技术能够有效地浮选和分离黄铜矿和黄铁矿。通过HS~-离子吸附量的测定、矿物表面中性硫量提取分析、矿浆电位测试和量子化学计算,较详细地研究了黄铜矿和黄铁矿无捕收剂浮选的机理。研究结果表明,矿物表面中性硫是主要疏水体。     

不同生物质为原料的热解生物炭对Pb~(2+)的吸附作用

为了探讨生物质种类对制备热解生物炭吸附去除污染物性能的影响,以水曲柳、花生壳及牛粪为生物质原料,在400℃下热解4 h制备生物炭(FM-BC、PS-BC和CM-BC).对生物炭的产率、灰分、元素组成和表面官能团的变化进行了分析.结果表明,牛粪生物炭的产率最高(57.9%)、灰分最高(66.9%),同时碱性基团和酸性基团数量之比最大.用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行了表征,结果表明,除牛粪生物炭外,其他两种生物炭生成了完全无定形的碳;观察生物炭的形貌,都呈现出多孔炭架结构,孔隙结构非常丰富,并且PS-BC的孔道轮廓更清晰完整.以Pb~(2+)为模型污染物,通过序批式吸附实验比较了不同生物炭的吸附性能,研究了其吸附热力学和动力学行为.在25℃及p H=5.5条件下,FM-BC、PS-BC和CM-BC对Pb~(2+)的饱和吸附量分别为11.99、31.9和197.99 mg·g~(-1),吸附能力由大到小的顺序为CMBCPS-BCFM-BC.吸附速率常数分别为0.001 37 g·mg-1·min~(-1),0.000 78 g·mg~(-1)·min~(-1)和0.068 g·mg~(-1)·min~(-1),吸附速率由大到小的顺序为CM-BCFM-BCPS-BC.研究证明,生物质的种类影响着生物炭对Pb~(2+)的吸附性能.     

表面修饰多孔微晶玻璃的制备及其对废水中钯(II)的吸附分离

以废玻璃为原材料, 制备表面修饰多孔微晶玻璃(Thio-aminopropyltriethoxysilane-modified porous glassceramics, TAMPG), 实现对水溶液中钯(II)的高效吸附分离。通过在废玻璃制成的多孔微晶玻璃上负载有机配体2-噻吩甲醛、2-巯基苯并咪唑和2-巯基苯并噻唑, 得到新型吸附剂TAMPG-1, TAMPG-2和TAMPG-3, 同时对钯(II)吸附过程的pH 值、温度、初始浓度和吸附时间等条件进行优化。由于原材料廉价易得, 吸附性能良好, 可循环使用, 同时具备优良的选择性和稳定性, 所以表面修饰多孔微晶玻璃既可以高效地分离钯(II), 也能产生良好的经济效益。     

不同成因类型黄铜矿细菌浸出钝化

利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌为浸矿菌种,采用SEM,XRD和XPS等手段研究2种不同成因类型黄铜矿(黄铁矿型和斑岩型)表面钝化机理.研究结果表明:2种类型黄铜矿表面形成的钝化层性质不同.黄铁矿型黄铜矿浸渣中产生S8和硫砷铜矿,其表面结构疏松;而斑岩型黄铜矿浸渣中出现Cu18.32Fe15.9S32和Cu2S,表面结构致密.黄铁矿型黄铜矿浸渣表面阻碍层为硫及其多聚物,斑岩型黄铜矿浸渣表面为富铜贫铁层.它们阻碍黄铜矿的继续浸出,且富铜贫铁层对黄铜矿的钝化能力强于硫层对黄铜矿的钝化能力.