我国科学家揭示黄金纳米颗粒形成动态过程

记者从中国科学院广州地球化学研究所获悉,该所科研团队利用原位液相透射电子显微镜技术,首次在纳米尺度上呈现了自然界中黄金纳米颗粒在黄铁矿表面形成的动态过程,并提出黄铁矿诱导金沉淀的新机制。

研究发现,在黄铁矿与水界面处存在一种特殊的“致密液体层”,可在金浓度仅为十亿分之几的流体中催化金的成核、生长与富集,其作用类似于一座“纳米工厂”,为理解金矿成因提供了全新视角。

黄铁矿诱导金沉淀是形成高品位金矿的关键环节,但其界面动态机制此前尚不明确。以往研究依赖反应后的离线分析,难以捕捉金沉淀的瞬时过程。本研究在排除溶解氧和电子束干扰的情况下,通过原位液相透射电子显微镜等多尺度、多手段联用技术,实时观测了黄铁矿与极低浓度含金溶液的反应过程。

实验结果显示,在两者接触约13分钟后,黄铁矿周围形成稳定的“致密液体层”;约20分钟后,该层内开始出现黄金纳米颗粒,并随时间推移逐渐增多、长大。这一发现为揭示金在黄铁矿表面的形成机制提供了关键依据。

本次研究成果挑战了“金主要源自深部热液流体”的传统观点,为阐释自然界中纳米颗粒驱动的矿化过程开辟了新路径。从应用角度看,该机制对绿色浸金工艺中的界面调控具有指导意义。相关成果于1月20日在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》发表。

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