多途径制备各种晶型硫铁化合物及其掺杂改性

发布时间：2020-10-13 01:09

　　 随着传统化石能源的快速消耗,新能源材料的开发备受关注。硫铁化合物储量丰富,价格低廉,其中黄铁矿具有合适的禁带宽度及强的光吸收系数,成为近年来的研究热点。磁黄铁矿具有独特的磁性和光电性质,是能源储存应用中有潜力的材料之一。针对国内外硫铁化合物的研究现状,本文从以下几个方面进行了研究:采用水热及溶剂热法制备出纯相黄铁矿FeS_2。提出了一种高效无定形硫化亚铁FeS前驱体,通过调整反应条件,水热合成得到不同形貌的黄铁矿FeS_2纳米多面体、纳米立方体、纳米八面体和不规则纳米晶体,并对不同形貌黄铁矿FeS_2的生长机制进行探讨。提出了一种高效简单的前驱液,利用水热法制备出FeS_2微球,并对微球的晶体结构、形貌和光吸收性进行表征。通过溶剂热法制备出纯相黄铁矿FeS_2纳米球,并研究了改变铁源硫源对产物的形貌尺寸及光吸收性能的影响。对Fe_3O_4纳米球与硫粉进行石英管真空封装硫化,并对硫化工艺进行改进,成功制备出纯相黄铁矿FeS_2,探究了掺杂5%Cu、Ni、Co元素的Fe_3O_4的硫化产物光学及电化学性能,并研究了铁源的形貌对产物的影响。采用两种方法成功制备出磁黄铁矿。一种为简单水热法制备出磁黄铁矿Fe_7S_8花状超级结构,并提出了花状结构的生长机制。另一种为微波辅助加热法制备花状及片状磁黄铁矿Fe_7S_8,反应时间短且效率高。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ138.11
【部分图文】：

种简单的合成手段制备纯相磁黄铁矿是未来研物简介ite，FeS2），是一种常见的硫铁化合物。黄铁矿的D 确定的，黄铁矿的结构类似氯化钠结构，是两种晶体结构：立方体和五角十二面体。立方原子与六个 S 原子形成八面体配位，S 原子与周成四面体配位，如图 1.1 所示。简单来说，二硫体中心和立方体边缘的中点；Fe2+占据了位于铁矿属立方晶系，具有合适的带隙（Eg=0.95 e，光吸收率可达 90%以上，理论比容量高（89型光电材料中受到广泛关注的一种材料[6-8]。

铁矿 FeS2外，还有多种结构，学性质受到了广泛的关注[33,34]会分解为磁黄铁矿[35-37]。在硫铁他物质，如镍黄铁矿、褐黄铜为褐铁矿。磁黄铁矿 Fe1-xS（够的间隙位置来容纳多余的硫如图 1.2 所示。磁黄铁矿的铁序分布不同，不同化学计量比化学计量比为磁黄铁矿 Fe7S8时限制[46-48]。磁黄铁矿由于其具有希望的材料之一[49-51]。而且磁黄，在环境保护方面有着广泛的应

磁学和光学特性，马基诺矿引起了研究者们有很广泛的应用，也是常见的腐蚀产物之一 原子与四个等距离 S 原子形成四面体配位，四图 1.3 所示。近些年，国外研究者将无定型硫 也是一种典型的重要的前驱体，在不同的反应Rickard 研究结果可知，黄铁矿 FeS2可以通过下反应合成[63]。Rickard 和 Luther 证实通过 FFeS2的速率随着反应温度在 25°C 和 125°C 之立方形黄铁矿微晶簇[64]。Gartman 等人研究了成出立方体和蔓越莓球形黄铁矿 FeS2[65]。然的马基诺矿（FeS）或硫复铁矿（Fe3S4），这物。另外，FeS 和 H2S 通常在长时间下反应，高温下 H2S 气体与反应物反应是具有危险的
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本文编号：2838533