随着我国金矿开采产量的逐年递增,硫脲作为环境友好型浸金剂,对浸金机理的研究变的尤为重要。在硫脲浸金的机理研究中,在介观尺度上对硫脲和金相互作用的研究尚属空白。本文采用原位电化学原子力扫描显微镜、电化学工作站、扫描电镜能谱和等离子光谱等分析测试方法,对硫脲电催化氧化过程中Au(111)晶面形貌的演化进行研究,并通过密度泛函理论对实验现象进行模拟分析。在不同电位区间,探讨了硫脲对Au(111)晶面结构的影响。以铂丝为参比电极,金与硫脲溶液反应形成配离子Au(CS(NH2)2)2+的开路电位为-0.14 V。在硫脲溶解金的开路电位区间,Au(111)晶面先进行层状溶解,之后转为台阶波状溶解。初始晶面缺陷较多,缺陷边缘和台阶处金原子配位数低,活性高,表现为反应活性位,使整个晶面同时溶解,晶面以较快的速度层状溶解;由于空间位阻和扩散效应的影响,缺陷在晶面溶解的过程中不具有传递性,随着溶解的进行晶面上的缺陷数逐渐减少,晶面上的活性位点只剩下台阶上的金原子,晶面的溶解只在台阶上发生,因此溶解沿着台阶进行形成台阶溶解波。在高于硫脲溶解金的开路电位区间,由于外加电位增大了硫脲与Au(111)晶面上金原子结合的驱动力,无论台阶、缺陷边缘还是平台上的金原子均与硫脲反应,Au(111)晶面表现为瞬间溶解。在略低于硫脲溶解金的开路电位区间,由于外加电位抑制硫脲与Au(111)晶面上金原子结合,导致Au(111)晶面的溶解被抑制。在远低于开路电位区间,配离子Au(CS(NH2)2)2+还原为金原子沉积到Au(111)晶面上,在位阻和Au(111)晶面活性位的双重影响下,Au(111)晶面上出现多层同时进行的层状沉积。利用密度泛函理论对不同电场影响下硫脲与Au(111)晶面上金原子的相互作用进行计算模拟。在未施加外电场影响时,晶面平台上的金原子与硫脲不发生反应,而台阶上的金原子能与硫脲反应。施加外电场能促进硫脲与晶面金原子的反应,当电场达到一定强度后,晶面上平台处的金原子也能被硫脲溶解,模拟结果与实验现象一致。此外,研究了AFM探针和Au(111)晶面上的杂质对硫脲溶解Au(111)晶面过程的影响。AFM探针在扫描的过程中对被扫描的金原子施加机械力,削弱被扫描的区域金原子之间的束缚,加速硫脲对Au(111)晶面的溶解;Au(111)晶面上的杂质降低了硫脲与金原子的结合能垒,使Au(111)晶面的溶解形式由波状溶解变为层状溶解。