祝贺研究生刘智睿于期刊JECE发表文章——油酸钠和纳米二氧化硅复合材料对黄铁矿疏水改性以抑制其氧化，源头控制酸性矿山废水排放

作者：刘智睿 硕士研究生

指导老师：董颖博 教授

通讯单位：北京科技大学能源与环境工程学院

DOI：https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.109571

✦成果简介✦

近日，课题组硕士研究生刘智睿于期刊“Journal of Environmental Chemical Engineering（JECE）”发表了题为《Hydrophobic modification of pyrite with a composite of sodium oleate and SiO₂ nanoparticles to inhibit its oxidation for controlling acid mine drainage 》的文章。本研究使用油酸钠与纳米二氧化硅颗粒形成一种新型复合材料对黄铁矿进行疏水化改性，使黄铁矿表面形成疏水性钝化膜，从而抑制黄铁矿的氧化，从源头上控制酸性矿山废水的产生。研究利用化学浸出法、电化学测试等评估了黄铁矿表面疏水性钝化膜的抗氧化性能，并进一步研究了复合材料疏水化改性黄铁矿的机理。

✦ 摘要✦

酸性矿山废水（AMD）的形成主要是由于黄铁矿在水中的氧化作用。本研究以环境友好的油酸钠（SO）为疏水剂，添加SiO₂纳米粒子作为填料对黄铁矿进行改性。油酸钠和纳米SiO₂纳米颗粒在一个非常简单的过程中直接在黄铁矿表面形成疏水钝化膜。在70℃的反应温度下，添加6%的SO和1wt%的SiO₂可获得优异的抗氧化能力。化学浸出实验和电化学实验用于表征这种疏水钝化膜的抗氧化效果。结果表明，浸出液的pH值可以保持在5.7以上，比未经处理的黄铁矿增加了2.6。此外，SO₄^2-和总Fe浓度的减少率分别可达83.69%和97.91%以上。与原始黄铁矿相比，SO-SiO₂处理的黄铁矿在电化学中表现出较低的氧化速率，并且接触角增加了70.1^◦ 。最后，本文通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析，详细阐述了SO-SiO₂对黄铁矿表面的作用机理。结果表明，油酸钠可以与铁离子结合，形成包裹在黄铁矿表面的油酸铁，而二氧化硅纳米颗粒通过物理吸附附着在黄铁矿上，填充疏水膜层表面的孔隙，有效保护黄铁矿免受氧化。

✦ 作者介绍✦

刘智睿，北京科技大学2020级环境工程专业硕士研究生，研究方向为改性疏水材料的制备及其抑制废石氧化产酸研究，参与北京市饮用水源地风险源调查、东营市化工园区地下水环境状况调查等项目。

本研究由国家重点研发计划（2019YFC1805002）和国家自然科学基金（51874018）资助，特别鸣谢！最后，再次祝贺硕士研究生刘智睿，并祝愿课题组研究生不断创新，再接再厉，取得丰硕成果，奔赴美好未来。

来源：环境生物技术与环境材料开发团队公众号