發(fā)布時間：2021-12-30 19:57

　　針鐵礦和赤鐵礦是土壤中常見的鐵（氫）氧化物,其比表面積大,吸附能力強,對自然環(huán)境中痕量物質（各種無機有機污染物）的形態(tài)和遷移起著非常重要的控制作用。在我國南方受污染嚴重的礦區(qū)紅壤以及所發(fā)育的水稻土和水旱輪作土壤中,針鐵礦和赤鐵礦會與多種金屬離子以吸附和同晶替代等方式結合,這些金屬離子之間存在相互作用,并對礦物的理化性質造成不同程度的影響。其中Al同晶替代針鐵礦和赤鐵礦的現(xiàn)象最為普遍也廣受研究,除Al之外,其它重金屬元素如Ni的研究也受到關注。實驗室條件下關于Ni、Al同晶替代針鐵礦和赤鐵礦均有較為詳細的報道,但是這些研究僅限于Ni、Al對針鐵礦和赤鐵礦的單一替代,并沒有對其共替代進行相關研究。本文合成Ni、Al單替代和共替代的針鐵礦和赤鐵礦,并通過EXAFS、XRD結構精修、TEM和SEM等技術手段,研究Ni、Al金屬離子單替代與共替代時的相互作用及其對針鐵礦、赤鐵礦理化性質的影響。得到的主要結論如下:1.Ni²⁺、Al³⁺均可以通過同晶替代的方式進入到針鐵礦和赤鐵礦結構中。Ni在針鐵礦中的最大單替代量（3.0 mol%）遠低于赤鐵礦中的最大... 

【文章來源】：華中農業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

針鐵礦結構示意圖(Kauretal2009a)

圖 1.2 赤鐵礦結構示意圖Fig 1.2 The structure of hematite離子同晶替代針鐵礦、赤鐵礦金屬離子替代中針鐵礦的Al含量在0-33mol%之間(Ruan 1995, Norrish and12)，研究表明，在實驗室條件下，Al 的最大替代量也可達到可以均勻分布在針鐵礦結構當中，使針鐵礦的理化性質產84, Cornell 1987b, Bazilevskaya et al 2011)。Al 替代使針鐵礦從而降低了其在強酸或強還原劑里的溶解速率，由于 Al3+(徑(0.645 )(Shannon 1976)，當 Al3+替代針鐵礦中的 Fe3+時會結構收縮，晶胞尺寸減小，同時 XRD 衍射峰向高角度偏移

圖 2.1 Ni、Al 單替代針鐵礦粉晶 X 射線衍射全譜(左)和局部衍射圖(右)a):GNiX 系列; b):GAlX 系列Fig 2.1 Whole(left) and partial(right) powder XRD patterns of (Ni, Al)-single substitutedgoethite a):GNiX series; b):GAlX series由圖 2.1a 圖可知，Ni 替代使針鐵礦主要衍射峰的半峰寬略微增加，隨著 Ni 初始加入量增加，主要衍射峰沒有發(fā)生明顯偏移(GNi1-GNi4)，GNi5、GNi6 樣品的(110)、(111)特征峰向低角度偏移更為顯著，說明 Ni2+進入到了針鐵礦結構中，當Ni 含量較低時對針鐵礦各面網(wǎng)間距的影響較小。由圖 2.1b 可知，隨著 Al 的初始加入量增加，特征峰偏移量逐漸增大，其中(130)、(021)、(111)三個特征峰位移最為明顯，這意味著 Al3+進入到了針鐵礦結構中，且對部分特征峰的面網(wǎng)間距影響明顯。對比 GNi5 樣品和 GAl5 樣品，在 Ni、Al 初始加入量相同的情況下，GAl5 樣品特征峰偏移比 GNi5 樣品更為明顯，說明單替代時，Al 替代對其面網(wǎng)間距的影響更大。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]德興銅礦污染土壤重金屬形態(tài)分布特征及微生物分子生態(tài)多樣性研究[D]. 謝學輝.東華大學 2010

碩士論文
[1]針鐵礦中Al、Cd同晶共替代的競爭關系及其Cd的配位[D]. 王倩.華中農業(yè)大學 2017



本文編號：3558872