Изучение спонтанного осаждения наночастиц золота на сульфидах металлов с помощью сканирующей зондовой микроскопии и рентгеноэлектронной спектроскопии

• Автор: Романченко, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление
Введение

Г лава 1. Литературный обзор

1.1. Свойства наночастиц золота

1.2. Характеристики пирита

1.3. Характеристики арсенопирита

1.4. Окисление пирита

1.5. Окисление арсенопирита

1.6. Невидимое золото

1.7. Осаждение золота на поверхности сульфидов

1.8. Осаждение серебра на поверхности сульфидов

1.9. Сканирующая зондовая микроскопия и ее применение в изучении сульфидов
1 Изучение осаждения золота и серебра на сульфидах методами СЗМ
1 Выводы
Глава 2. Методика эксперимента и использованные материалы
2.1. Образцы сульфидов и их подготовительная обработка
2.2. Окислительное модифицирование образцов и осаждение золота
2.3. Сканирующая зондовая микроскопия и туннельная спектроскопия
2.4. Рентгеноэлектронная и рентгеновская абсорбционная спектроскопия Глава 3. Осаждение золота на поверхности арсенопирита
3.1 Исходные поверхности арсеноиирита
3.2. Арсенопирит, электрохимически поляризованный в 1 М НС1
3.3. Поверхности, окисленные в растворах солей железа III
3.4. Осаждение золота на арсенопирит
3.4.1. СТМ и АСМ
3.4.2. РЭС
3.4.3. Туннельная спектроскопия
Глава 4. Осаждение золота на поверхности пирита
4.1. Исходные и окисленные поверхности пирита
4.2. Осаждение золота на пирите. Микроскопические исследования
4.3. Осаждение золота на пирите. РЭС
4.3.1. Сера
4.3.2. Железо
4.3.3. Золото
Г лава 5. Механизм осаждения и свойства наночастиц Аи
5.1. Осаждение золота на другие сульфиды
5.2. РЭС изучение поверхности сульфидов после взаимодействия с растворами золота
5.2.1 Рентгеноэлектронные спектры серы
5.2.2. Рентгеноэлектронные спектры золота
5.2.3. Туннельные спектры сульфидов, золота и серебра
5.2.4. Осаждение серебра на сульфиды металлов
5.2.5. Причины необычных свойств наночастиц золота на сульфидах
5.3. Механизм осаждения золота
5.3.1. Количества осажденного золота и электродные потенциалы сульфидов
5.3.2. Роль потенциала системы в процессе осаждения золота
Выводы
Список литературы


Методом полуконтактной сканирующей силовой микроскопии АСМ показано, что продукты окисления арсенопирита организованы в нано и микронном масштабе и, повидимому, слабо влияют на пассивацию. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для объяснения условий и механизма концентрирования невидимого золота в минералах. Обнаруженные необычные свойства наночастиц Аи на сульфидных подложках должны учитываться в технологиях извлечения золота, при химическом анализе минерального сырья, разработке способов обнаружения невидимого золота методами зондовой микроскопии. Результаты работы могут найти практическое применение в сенсорах, катализе, материаловедении, наноэлектронике. Личный вклад автора в работе все эксперименты выполнены автором лично или при его непосредственном участии. Публикации. По материалам диссертации опубликовано работ, из них 4 статьи, 3 статьи в рецензируемых отечественных и зарубежных журналах. Апробация работы. Новосибирск VII Ii i i i i i 7 i i i, v, IV Международный Симпозиум Золото Сибири геохимия, технология, экономика, Красноярск, . Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 0 страницах, включает в себя рисунков, 7 таблиц и библиографический список из 1 наименований. Работа проведена в соответствии с планами НИР ИХХТ СО РАН и СО РАН, Междисциплинарными проектами СО РАН 6. Красноярского краевого фонда науки , , гг. Министерства образования и науки по лоту РИ1. Стажировки молодых ученых и аспирантов за рубежом двусторонней профаммой РоссийскоГерманская лаборатория на II. Глава 1. Свойства наночастиц золота В последние годы огромное внимание уделяется наноразмерным материалам, которые обнаруживают физикохимические свойства, отличные от свойств объемного материала. Наночастицы золота, а также различные композиты и другие продукты на их основе, представляют интерес для применения в катализе, аналитике и сенсорах, наноэлектронике и т. Фактически, наночастицы золота являются модельным объектом ввиду относительной легкости их синтеза, устойчивости, необычных характеристик. Число публикаций на эти темы огромно, их обзоры можно найти в недавних публикациях 1,2. Особенности свойств наночастиц определяются несколькими размерными факторами. Отношение площади поверхности к объему для малых 5 нм частиц настолько велико, что преобладающая часть составляющих их атомов можно считать поверхностными. Это существенно влияет на подвижность атомов и такие процессы, как плавление, испарение, коалесценция, рост частиц и другие. Электронная структура и свойства сверхмалых частиц золота, как и других веществ, зависят от их размера, с уменьшением которого может происходить переход металл диэлектрик 1, а далее наблюдаться дискретные электронные уровни. Для наночастиц полупроводников большое значение имеет эффект увеличения ширины запрещенной зоны с уменьшением размера 2. На наночастицах, и, прежде всего, золота, обнаружены и исследуются и другие квантовые и классические электронные явления, например, одноэлектронный перенос и Кулоновская блокада. Объяснение подобного явления состоит в эффекте кулоновской блокады, то есть торможении переноса заряда возникающим на наночастице электрическим зарядом. Имеется ряд работ например, 1, 37 в которых продемонстрировано также подобное электрохимическое поведение наночастиц золота рис. Оно проявляется, вопервых, в подавлении переноса заряда, т. Вовторых, на вольтамперных зависимостях появляются ступеньки, указывающие на одноэлектронный перенос, расстояние между которыми коррелирует с размером частиц. Рисунок 1. Помимо этого, специфические свойства наночастиц могут в значительной степени изменяться в зависимости от подложки, на которой они находятся влияет на них и адсорбированные вещества 8, которые приводят к изменениям в поверхностной электронной структуры металла. В большинстве работ изучались наночастицы золота, иммобилизованные на оксидах алюминия, индия, кварце, пирографите и т.