Mn2+掺杂对晶质氧化铁结构与红外光谱特征的影响

• 作者: 方敦 牛鹏举 王锐 许海娟 魏世勇
• 来源期刊: 土壤学报
• 学科: 农学
• 关键词: 晶质氧化铁 锰掺杂 红外 羟基 晶体结构
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 898-907
• 页数: 10页
• 分类号: S153.6
• 字数: 8215字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11766/trxb201901110021

摘要

制备针铁矿和赤铁矿的混合晶质氧化铁(CIO)和不同摩尔比例(R)的Mn2+掺杂晶质氧化铁(CIO-Mnx(x=0.1、0.2、0.3和0.5))样品.根据样品的X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)结果分析Mn2+掺杂对晶质氧化铁结构与形貌的影响;对样品的傅里叶红外图谱(FT-IR)的高波数(3000～3700 cm–1)和低波数(450～750 cm–1)两个区间做分峰拟合,分析Mn2+掺杂晶质氧化铁的羟基官能团和晶体结构化学键的变化特征.结果显示,R为0.1～0.3的Mn2+掺杂抑制了针铁矿和赤铁矿等晶质氧化铁的形成;R为0.5的Mn2+掺杂导致样品中形成了掺锰磁铁矿,且存在少量的针铁矿而没有明显的赤铁矿.CIO样品中存在自由羟基、吸附水羟基、表面缔合羟基和结构羟基共四类羟基.在R为0.1～0.3范围内,随着R的增大,样品中自由羟基和吸附水羟基的相对含量降低,而表面缔合羟基和结构羟基的相对含量增大.此外,Mn2+掺杂导致样品中自由羟基和结构羟基的吸收带波数降低,而吸附水羟基和表面缔合羟基的吸收带波数随R的增大而增大.CIO样品中Fe-O振动在455 cm–1和619 cm–1附近红外吸收带的强度和峰形与样品中针铁矿颗粒的形貌有关,478 cm–1和560 cm–1附近的红外吸收与样品中赤铁矿的结晶度密切相关.分析表明,CIO-Mnx样品中的赤铁矿结构中阳离子空位与Mn2+耦合产生了567～589 cm–1附近的吸收,其强度随着R的增大而增强.CIO-Mn0.5样品中形成了Mn2+替代Fe2+的掺锰磁铁矿,导致样品在593 cm–1处出现了Mn-O晶格振动吸收带.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	牛鹏举	湖北民族大学化学与环境工程学院	4	6	2.0	2.0
3	方敦	华中农业大学资源与环境学院	2	0	0.0	0.0