Перевод названия: Real surface of metal sulphides: non-stoichiometric layer, structure and role in chemical and electrochemical reactions
Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 1996
Аннотация: Изучены условия образования неравновесного нестехиометрического слоя (НС) на пирротине. В растворах соляной и других кислот толстый (более 1 мкм) НС образуется только при потенциалах 0- -0.15 В (н.х.-с.э.); при более низких потенциалах НС восстанавливается с выделением сероводорода, при более высоких - окисляется с образованием "паПоказать полностьюссивирующего" слоя, содержащего (поли)сульфидную серу и гидроксидные группы. По рентгеновским спектрам поглощения (XANES и EXAFS) оценены изменения межатомных расстояний в приповерхностных слоях сульфидов цинка и свинца после кислотного травления и образования на поверхности дефицита металла. У сфалерита расстояния Zn-S и S-S уменьшаются на 5-7%, а при обработке свыше 2 часов возвращаются к средним исходным значениям. Для PbS после растворения в хлорной кислоте основная часть расстояний, вероятно, уменьшается, а другая возрастает, а после действия солянокислых растворов с добавками иодид- и ферри-ионов доли пониженных и увеличенных расстояний, по-видимому, сопоставимы. Предполагается, что образуются пространственные области с различным типом искажений решетки. Для сульфида свинца с помощью РЭМ установлено, что масштаб областей (неоднородностей) составляет порядка 20 или 200-300 нм в указанных растворах соответственно. Изучено методами вольтамперометрии и РФЭС взаимодействие купри-ионов (микро- и миллимолярные концентрации) с поверхностью сульфида свинца в разных кислотах. Выделены эффекты, обусловленные влиянием на реакции ионов меди анионов кислот и состояния поверхности PbS. Последняя может обладать как окисляющими (наиболее выраженными в солянокислых растворах и в большинстве случаев после анодного окисления), так и восстановительными свойствами (сильнее всего в сульфатных средах) по отношению к катионам и металлической меди. Conditions under which non-equilibrium metal-deficient layer (NL) arises at pyrrhotite have been studied. A thick (up to 1 micrometer) NL forms in hydrochloric and other acid solutions only under electrode potential range of 0 - -0.15 V (s.c.-s.e.); under more negative potentials, the NL reduces with hydrogen disulphide evolution, and it oxidises to give "passive" layer, containing both (poly)sulphide and hydroxide groups, at higher biases. X-ray absorption spectra (XANES and EXAFS) have been used to evaluate variations of the interatomic distances in under-surface layers of zinc and lead sulphides after acidic etching and the formation of metal-deficient surface. Sphalerite etching results in Zn-S and S-S distances decrease of 5-7%, but after the treatment duration above 2 hours the initial average values return. Main part of the distances seems to decrease but some to rise after PbS dissolution in perchloric acid; shares of decreased and increased distances were found to be comparable after action of hydrochloric acid with small iodide- and ferri-ions addings. An appearance of spatial zones with different lattice distortions have been assumed. Scales of surface inhomogeneity were shown with scanning electron microscopy to be about 20 nm and 200-300 nm respectively. Interaction of cuprous ions (micro- and millimolar contents) with PbS surface has been studied in various acid media using voltammetry and ESCA techniques. The effects of the acid anions and the PbS surface conditions have been distinguished. The surface layer may display an oxidative (in hydrochloric solutions and, as a rule, after anodic oxidation) or reducing (most strong in sulfate acidic electrolyte) properties.