Atomic reconstruction and oxygen adsorption behavior of the pyrite (100) surface: a DFT study

文献情報

出版日 2023-03-02
DOI 10.1039/D3CP00039G
インパクトファクター 3.676
著者


原文を見る

要旨

The analysis of the surface chemical behavior of pyrite is highly crucial in the fields of environmental conservation, metal extraction, and flotation separation. In this paper, the mechanism of atomic reconstruction on the pyrite surface and the adsorption behavior of O2 on a reconstructed surface are calculated by density functional theory (DFT). Different reconstruction surfaces were constructed by deleting S and Fe atoms on the (100) surface of pyrite. In addition, the geometric configuration, formation energy, binding energy, cohesion energy, and surface electronic properties of the reconstruction surface were calculated. The adsorption energies and geometric configurations of O2 on different reconstructed surfaces were also determined. The results show that under Fe-poor conditions, the charge of Fe atoms increases, and S atoms form Sn on the reconstructed surface. The binding energy between the Sn and the substrate (ideal surface) is lower, which is similar to the Sn adsorption on the substrate surface with the Fe atom as the site. Sn has high cohesive energy and is resistant to being attacked by oxidants, which leads to structural collapse, and a low affinity for O2. Under S-poor conditions, the –[Fe–S]n– plane structure formed on the reconstructed surface. The –[Fe–S]n– structure stably bonds to the substrate by an Fe–S bond, and exhibits strong binding energy. However, the –[Fe–S]n– structure has low cohesive energy and exhibits thermodynamic instability. In contrast, O2 shows a strong affinity for the –[Fe–S]n– structure, indicating that the deficiency of the S atom promotes the surface oxidation reaction. The mechanism of atomic reconstruction on the surface of pyrite is of utmost importance for understanding its surface chemical behavior.

関連文献

Automatic mechanism generation for pyrolysis of di-tert-butyl sulfide

Caleb A. Class, Mengjie Liu, Aäron G. Vandeputte, William H. Green

2016-07-12 Paper

DOI: 10.1039/C6CP02202B

Fluorescence lifetime imaging of optically levitated aerosol: a technique to quantitatively map the viscosity of suspended aerosol particles

C. Fitzgerald, N. A. Hosny, H. Tong, P. C. Seville, P. J. Gallimore, N. M. Davidson, A. Athanasiadis, S. W. Botchway, A. D. Ward, M. Kalberer, M. K. Kuimova, F. D. Pope

2016-07-07 Paper

DOI: 10.1039/C6CP03674K

Predictive thermodynamics for ionic solids and liquids

Leslie Glasser, H. Donald Brooke Jenkins

2016-05-26 Perspective

DOI: 10.1039/C6CP00235H

Extreme high temperature redox kinetics in ceria: exploration of the transition from gas-phase to material-kinetic limitations

Timothy C. Davenport, Chirranjeevi Balaji Gopal

2016-07-18 Paper

DOI: 10.1039/C6CP01935H

Humidity versus photo-stability of metal halide perovskite films in a polymer matrix

Nurul Ain Manshor, Qamar Wali, Ka Kan Wong, Saifful Kamaluddin Muzakir, Lukas Schmidt-Mende, Rajan Jose

2016-07-11 Paper

DOI: 10.1039/C6CP03600G

Numerical density-to-potential inversions in time-dependent density functional theory

Daniel S. Jensen

2016-03-17 Paper

DOI: 10.1039/C6CP00312E

Electronic absorption spectra of imidazolium-based ionic liquids studied by far-ultraviolet spectroscopy and quantum chemical calculations

Ichiro Tanabe, Yuji Kurawaki, Yusuke Morisawa, Yukihiro Ozaki

2016-07-21 Paper

DOI: 10.1039/C6CP02930B

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/C6CP90195F

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

S-(甲硅烷基丙基)異硫酰氯を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱う際にはPPE(防護具)が必要です。特に手袋と面マスクは必須です。ドラフトチャンバーを使用して漏洩処理を行い、温度は常温、湿度は乾燥状態、容器はガラス容器...

84682-36-02-Amino-7,7-dimethox...
化合物よくある質問

8-硝基-咪唑并[1,2-a]吡啶とは何ですか?

8-硝基-咪唑并[1,2-a]吡啶は、CAS番号52310-46-0の化合物で、8-位に硝基を有する咪唑並みの结构をもつ吡啶の化合物です。この化合物は、酸化還元...

52310-46-08-Nitroimidazo[1,2-a...
化合物よくある質問

4-ブロモ-5-メトキシピリジン-2-甲醇の代替品はありますか?

4-ブロモ-5-メトキシピリジン-2-甲醇の代替品には、類似構造を持つ化合物や機能性に等しい代替試薬があります。例えば、4-クロロ-5-メトキシピリジン-2-甲...

1454849-84-3(4-Bromo-5-methoxy-2...
化合物よくある質問

全氟-1,2-二甲基環己烷を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

全氟-1,2-二甲基環己烷(CAS番号:306-98-9)の廃棄物は、特別な処理が必要です。まず、廃棄物を密閉容器に収集し、適切な防漏容器に保管します。次に、専...

306-98-91,1,2,2,3,3,4,4,5,6-...
化合物よくある質問

3-(溴甲基)苯乙酸の主な用途は何ですか?

3-(溴甲基)苯乙酸は主に研究用化学薬品として利用され、有機合成や医薬品の開発に用いられます。また、特定の化合物の合成中間体としても使用されることがあります。

118647-53-32-(3-(Bromomethyl)ph...
化合物よくある質問

5-イドキド-4-メチオキシ-6-メチルピリミジニン-2-アミンはどのように保存すればよいですか?

5-イドキド-4-メチオキシ-6-メチルピリミジニン-2-アミンは冷暗所で密栓の容器に保存し、直射日光を避けて保管することをお勧めします。温度は常温とし、湿気を...

23368-84-55-Iodo-4-methoxy-6-m...
化合物よくある質問

1-(2-溴-6-甲氧基苯基)乙酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

実験室では、1-(2- Bromo-6-methoxyphenyl)ethanoneを取り扱う際には、ゴーグルや面具、手袋などのPPEを使用することが推奨されま...

380225-68-31-(2-Bromo-6-methoxy...
化合物よくある質問

5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ダイオキサボラロール-2-イル)-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフランは安全ですか?

5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ダイオキサボラロール-2-イル)-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフランは一般に安全ですが、取扱いには注意が必要です...

1352037-60-55-(4,4,5,5-Tetrameth...
化合物よくある質問

4-溴萘-1-甲酸の代替品はありますか?

4-溴萘-1-甲酸は比較的稀な化合物ですが、類似物としては、4-クロロ-1-ナフホリック酸やその他のブロモ置換ナフホリック酸が挙げられます。ただし、これらの代替...

16650-55-84-Bromo-1-naphthoic ...
化合物よくある質問

ε-白藜芦醇脱氢二聚体の代替品はありますか?

ε-白藜芦醇脱氢二聚体の代替品としては、ε-白藜芦醇、ポリフェノール類、フラボノイド類が挙げられます。これらは類似の化学構造と生物学的活性を持っています。ただし...

62218-08-05-{(2R,3R)-6-Hydroxy...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。