Cu2+诱导黄铁矿合成α-Fe2O3纳米多面体的生长机理

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.019

东北大学学报:自然科学版 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (3): 408-412.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.019

Cu²⁺诱导黄铁矿合成α-Fe₂O₃纳米多面体的生长机理

周鹏飞，张威，赵思凯，沈岩柏

(东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2019-05-28 修回日期:2019-05-28 出版日期:2020-03-15 发布日期:2020-04-10
通讯作者: 周鹏飞
作者简介:周鹏飞(1992-)，男，河北邯郸人，东北大学博士研究生；沈岩柏(1978-)，男，黑龙江密山人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51674067，51422402)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N180102032，N180408018，N180106002)；矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金资助项目(BGRIMM-KJSKL-2019-12)；辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1807160)；辽宁“百千万人才工程”培养经费资助项目(201892127).

Growth Mechanism of α-Fe₂O₃Nanopolyhedra Synthesized from Pyrite by Cu²⁺Inducement

ZHOU Peng-fei， ZHANG Wei， ZHAO Si-kai， SHEN Yan-bai

School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2019-05-28 Revised:2019-05-28 Online:2020-03-15 Published:2020-04-10
Contact: SHEN Yan-bai
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摘要/Abstract

摘要： 以黄铁矿为原料，通过焙烧、化学浸出、除杂得到Fe³⁺浸出液，随后采用水热合成法通过加入适量Cu²⁺溶液成功诱导合成出α-Fe₂O₃纳米多面体，利用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对所获产物的结构和形貌进行表征，并对其成核及晶体生长过程进行探讨.研究结果表明，Cu²⁺诱导黄铁矿合成的α-Fe₂O₃纳米多面体具有六方相晶体结构，其粒径在500nm左右.通过对不同水热时间所获产物的形貌进行观察并结合溶液化学计算分析，可以推断α-Fe₂O₃纳米多面体的形成是沉淀-溶解-再结晶的过程，Cu²⁺的存在主要起到诱导Fe₂O₃晶核在生长过程中趋向形成多面体结构的作用.

关键词: α-Fe₂O₃, 纳米多面体, 水热法, 晶体生长, 溶液化学

Abstract: Taking pyrite as the iron source， Fe³⁺ leaching solution was obtained through roasting， chemical leaching and impurity removal. Then，α-Fe₂O₃ nanopolyhedra was synthesized by hydrothermal method via Cu²⁺ inducement. The structure and morphology of α-Fe₂O₃ nanopolyhedra were characterized by X-ray diffraction (XRD)， scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to investigate their nucleation and crystal growth. The results showed that α-Fe₂O₃ nanopolyhedra with a hexagonal structure was about 500nm in grain size. Based on the morphology observation of the as-prepared products synthesized at different hydrothermal times and the analysis result of solution chemistry calculations， it is concluded that the formation of α-Fe₂O₃ nanopolyhedra is followed by the precipitation， dissolution and recrystallization. The presence of Cu²⁺ mainly induces the crystal nucleus of α-Fe₂O₃ so as to form nanopolyhedra structure in the process of growth.

Key words: α-Fe₂O₃, nanopolyhedra, hydrothermal method, crystal growth, solution chemistry

中图分类号:

TD951

周鹏飞，张威，赵思凯，沈岩柏. Cu²⁺诱导黄铁矿合成α-Fe₂O₃纳米多面体的生长机理[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(3): 408-412.

ZHOU Peng-fei， ZHANG Wei， ZHAO Si-kai， SHEN Yan-bai. Growth Mechanism of α-Fe₂O₃Nanopolyhedra Synthesized from Pyrite by Cu²⁺Inducement[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2020, 41(3): 408-412.

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Cu²⁺诱导黄铁矿合成α-Fe₂O₃纳米多面体的生长机理

Growth Mechanism of α-Fe₂O₃Nanopolyhedra Synthesized from Pyrite by Cu²⁺Inducement

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