عنوان

مطالعه اکسیداسیون- احیای گونههای آهن روی سطح پیریت و کالکوپیریت

IR

۳۸۷۲پ

فارسی

IR

مطالعه اکسیداسیون- احیای گونههای آهن روی سطح پیریت و کالکوپیریت

[پایان‌نامه]

Redox study of iron species on pyrite and chalcopyrite surfaces

/حسین نورمحمدی

: مهندسی معدن

، ۱۳۹۸

۱۴۷ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

دکتری

مهندسی معدن- فرآوری مواد معدنی

۱۳۹۸/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

رساله حاضر مشتمل بر دو بخش نظری و تجربی است که در بخش نظری با استفاده از نرم‌افزار متریال استودیو و روش تابع چگالی، برهم‌کنش دو گونه فعال آهن، یون‌های فریک و فرو، با سطوح ۱۰۰، ۱۱۰ پیریت و سطوحS -۰۰۱،M -۰۰۱ کالکوپیریت بررسی شده است .نتایج حاکی از آن است که یون‌های فریک و فرو با سطوح موردنظر به خوبی واکنش می‌دهند اما یون فریک به مراتب از یون فرو الکتروفعال‌تر است .داده‌های ترمودینامیکی نشان دادند که برهم‌کنش یون فریک با سطوح ذکر شده، یک واکنش امکان‌پذیر و خود به خودی است .مقادیر انرژی آزاد واکنش برای سطوح ۱۰۰ و ۱۱۰ پیریت به ترتیب ۶۶- و۹۳- کیلوژول بر مول و برای سطوحS -۰۰۱ وM -۰۰۱ کالکوپیریت نیز به ترتیب ۹۷- و۹۲- کیلوژول بر مول به‌دست آمدند .همچنین برهم‌کنش یون فریک با لایه گوگرد عنصری( لایه غیرفعال) در سطح کالکوپیریت نشان داد که لایه گوگرد عنصری نارساناست .اما با ایجاد نقص(حذف یک اتم گوگرد) و یا نفوذ کاتیون فلزی می‌توان خواص نیمه‌رسانایی به آن القا نمود .با انجام آزمایش‌های الکتروشیمی، ولتامتری چرخه‌ای و خطی( رسم منحنی‌های پلاریزاسیون تافل)، به اثر یون فریک بر واکنش‌های اکسیداسیون ـ احیا در سطح کالکوپیریت پرداخته شد .آزمایش‌های ولتامتری چرخه‌ای نشان داد که با افزایش غلظت یون فریک، شدت پیک‌های کاتدی و آندی افزایش می‌یابد و جریان الکترونی میان سطح و یون فریک واکنش‌های الکتروشیمی در سطح را بهبود می‌بخشد .با محاسبه دانسیته جریان خوردگی از منحنی‌های پلاریزاسیون الکترودهای خمیری کالکوپیریت و الکترود ترکیبی( پیریت /کالکوپیریت)، انرژی آزاد واکنش یون فریک( با غلظت ۰/۰۳ مولار) در محیط اسیدی ۰/۵ مولار سولفاته برای الکترود کالکوپیریت و الکترود ترکیبی به ترتیب برابر با ۱۵/۷۶- و ۱۷/۸- کیلوژول بر مول به‌دست آمد .

The present thesis consists of two theoretical and experimental parts, which in the theoretical section; using material studio software and density function method, interact two active species, ferric (Fe3+) and ferrous (Fe2+), with surfaces 100 and 110 surfaces of pyrite and surfaces 001-S, M Chalcopyrite surfaces has been investigated. The results showed that Fe3+ and Fe2+ ions react well with the surfaces desired, but Fe3+ ion are more electroactive than Fe2+ ion. Thermodynamic data also showed that ferric ion interaction with the surfaces mentioned is possible and spontaneous. The reaction free energy values were obtained for the 100 and 110 surfaces of pyrite at -66 and -93 kj/mol, respectively, and 001-S and 001-M chalcopyrite surfaces were -97 and -92 kj/mol, respectively. In addition, the study of the interaction of ferric ion with the elemental sulfur layer (passive layer) on the chalcopyrite surface showed that the elemental sulfur layer is inherently insensitive. But, by creating a defect (removal of the sulfur atom) or penetration of the metal cation, the semiconducting property can be induced. By performing electrochemical experiments: Linear and cyclic voltammetry (drawing of tafel polarization plots), the ferric ion effect on the oxidation-reduction reactions of chalcopyrite surface is investigated. The cyclic voltammetry experiments showed that with increasing ferric ion concentration, the cathode and anodic peaks intensity increased, improving the electron current between the surface and ferric ion and electrochemical reactions on the surface. Calculating the corrosion current density of polarization curves of chalcopyrite and mixture electrodes (pyrite / chalcopyrite), the free energy of ferric ion interaction, free energy of ferric ion reaction (0.03 M concentration) in acidic medium 0.5 M sulfate for chalcopyrite and mixed electrodes results were -15.76 and -17.8 kj/mol, respectively.

ba

Redox study of iron species on pyrite and chalcopyrite surfaces

کالکوپیریت

پیریت

روش تابعیت چگالی

نرم‌افزار متریال استودیو

الکتروشیمی

Chalcopyrite, Pyrite, DFT, Material studio, Electrochemistry

کالکوپیریت، پیریت، روش تابعیت چگالی، نرم‌افزار متریال استودیو، الکتروشیمی

نورمحمدی، حسین

آقازاده، والح، استاد راهنما

اسرافیلی، مهدی، استاد راهنما

ایران

20230617

معدن ،۵۰۲۶۱ ،۱۳۹۸

ن‌ویسادیسکا ه‌علاطم‍- ت‌یریپوکلاک‍ و ت‌یریپ‍ ح‌طس‍ ی‌ور ن‌هآ ی‌اههنوگ‍ ی‌ایحا.pdf

عادی

عادی

3872.pdf

p50261.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۸۷۲

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y