《表2 已报道的黄铁矿不同晶面的表面能 (J/m2)》

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《从矿物粉晶表面反应性到矿物晶面反应性——以黄铁矿氧化行为的晶面差异性为例》

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注:a在真空中弛豫过的表面；b在有一层水分子存在条件下的弛豫表面

黄铁矿在自然界出现的单形晶频率与前人理论研究（Hung et al.，2002a，b；Alfonso，2010）获得的黄铁矿最稳定的三种晶面是一致的，即{100}、{210}、{111}。关于黄铁矿这三组晶面稳定性的研究已有大量的文献报道。文献中黄铁矿不同晶面的表面能数据详见表2。综合这些数据来看，文献已报道的四个晶面的稳定性顺序为:{100}>{111}>{210}>{110}。这一稳定性顺序均是在分析具有化学计量比的表面上进行的，难以反映实际情况下真实存在的表面结构稳定性。为解决这一问题，Alfonso（2010）考察了这些晶面所有可能的原子终止面，并计算了这些面在不同的硫分压条件下的表面能（图2）。不难发现，在不同硫环境下发育的最稳定黄铁矿晶面为{100}-S、{111}-3S和{210}-2S'。除{100}-S为符合Fe S2化学计量比的黄铁矿表面外，其余两个面均是富硫表面。这与在地质体中和模拟实验中观察到的{111}和{210}常产出于硫逸度较高的环境一致（Murowchick，1985；蔡元吉，1990）。因此，本研究以黄铁矿{100}、{210}、{111}面为研究对象，旨在考察不同晶面的氧化反应性异同。