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原子力显微镜(AFM)在矿物加工领域中的应用现状如何?
原子力显微镜
矿物加工

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匿名 提出于2019-07-23 16:42
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      原子力显微镜(AFM) 不但可观测样品在纳米尺度、分子水平上的表面形貌,达到接近原子分辨率,还可测定极微弱的表面力,从而可研究表面的弹性、塑性、硬度、黏着力以及摩擦力等性质,研究分子间的弱相互作用力。

      在矿物加工领域中,不仅可以利用 AFM 对矿物表面结构进行观察,分析其表面性能,研究矿物在空气中或在液体中的表面性质,而且可以研究样品表面间的范德华引力、双电层静电斥力、水化力及疏水力等,测量矿物表面与气泡以及吸附药剂的矿物表面之间的相互作用力。目前研究有一定进展且进行了实际研究的主要内容有:

      1、观察矿物表面微形貌

      目前已经有学者通过AFM 研究了云母、蒙脱石等黏土矿物吸附 Cr 3+ 、Cr 6+ 、Pb 2+ 等重金属离子后的表面结构与形貌变化。还有学者通过 AFM 观察了吸附在黄铜矿表面的细菌形态图及矿物表面的腐蚀形貌图,直观地观察了细菌与黄铜矿间的相互作用。

      2、观察矿物表面原子排布

      国外已先后报导了在不同环境下方铅矿、辉钼矿、黄铁矿、赤铁矿、云母、蒙脱石、伊利石、粉末状碳酸锶和方解石、长石等矿物表面的原子结构图像  。在我国,应用 AFM 首先得到层状化合物的原子图像,如石墨、二硫化钼和氮化硼,之后又在大气和水覆盖下获得云母片上外延生长的金属膜表面的原子图像。另外,在大气环境下得到非导体氟化锂等离子晶体的原子级分辨率图像,之后相继获得了方铅矿、辉钼矿、赤铁矿、黄铁矿、方解石及石墨化煤的原子级分辨率图像  。

      3、测定矿物表面间作用力

      在浮选溶液化学中需经常测定范德华力、双电层静电斥力、表面张力、溶剂力、水化力及疏水力等。对于浮选界面化学而言,由于 AFM 的触头可越过液体介质对样品表面进行直接测量,因此,AFM 在测量表面作用力方面意义重大。目前,利用 AFM 研究矿物在空气中或液体中的表面性质以及样品表面间的范德华力、双电层静电斥力、水化力及疏水力等已取得了有意义的成果。

      与国外相比,目前 AFM 在国内矿物加工领域中的应用还不太广泛。随着 AFM 技术的改进和完善,AFM 在矿物加工领域中将具有广阔的应用前景,它将成为未来矿物加工研究的有力工具,在浮选界面化学、浮选电化学、凝聚与分散等研究中得到广泛应用,为研究矿物结构,理解矿物与溶液之间以及矿物之间的作用过程,探讨矿物作用机理提供新的途径。

发布于 2019-07-23 16:58
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