天然闪锌矿矿物学特征与光催化性能

本文采集了我国19个产地的天然闪锌矿进行矿物学和光催化性能研究.样品皆为立方ZnS结构,化学成分变化较大,其中Fe对闪锌矿中Zn的替代范围为0.235％～14.826％(质量分数,下同),Cd对闪锌矿中Zn的替代范围为0.133％～1.576％.闪锌矿中Fe含量由低到高,导致颜色由浅变深直至呈黑色,半导体禁带宽度由大变小,估算获得天然闪锌矿的禁带宽度范围为3.18～2.28 eV,明显低于纯ZnS禁带宽度3.68 eV,光催化响应均在可见光范围.验证光催化实验结果表明含Fe较低、含Cd较高的天然闪锌矿可见光催化还原降解甲基橙的效果较佳,如可见光下1 g/L闪锌矿样品(含铁4.262％,含镉1.576％)对30 mg/L甲基橙催化反应4h后的脱色降解率达到82.11％.天然闪锌矿中Fe含量影响着禁带宽度和光响应范围,Cd含量影响着光催化性能,为高附加值开发利用贱金属资源天然闪锌矿提供了科学依据.