【摘 要】
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铁氧化物形成转化对营养物质运输、浮游植物生长及污染物迁移转化具有重要意义。Fe（Ⅲ）水解是环境中铁氧化物的重要形成途径,富含SO42-的酸性环境中水解生成施氏矿物,富含Cl-的酸性环境中水解生成四方纤铁矿。但中性环境中,Cl-和SO42-对铁氧化物形成的影响尚不清楚。Fe（Ⅱ）的非生物氧化也是形成铁氧化物的一种常见途径,过程受pH显著影响。研究多集中在Fe（Ⅱ）对其它矿物转化的影响,Fe（Ⅱ）自身
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铁氧化物形成转化对营养物质运输、浮游植物生长及污染物迁移转化具有重要意义。Fe（Ⅲ）水解是环境中铁氧化物的重要形成途径,富含SO42-的酸性环境中水解生成施氏矿物,富含Cl-的酸性环境中水解生成四方纤铁矿。但中性环境中,Cl-和SO42-对铁氧化物形成的影响尚不清楚。Fe（Ⅱ）的非生物氧化也是形成铁氧化物的一种常见途径,过程受pH显著影响。研究多集中在Fe（Ⅱ）对其它矿物转化的影响,Fe（Ⅱ）自身形成铁氧化物的研究较少。铁氧化物的光溶解是环境光化学的重要组成部分,对海洋生态功能的塑造和铁的生物地球化学循环具有重要意义。本文主要通过对铁氧化物进行X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、磁滞回线、热重-差热（TG-DTA）等表征,研究中性体系中Cl-和SO42-对Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）形成的铁氧化物晶型结构的决定性作用,以及晶型与稳定性、吸附能力及氧化还原能力的构效关系。选择Fe（Ⅲ）体系中形成的铁氧化物,探究光照对铁氧化物溶解的影响。本文主要结论如下:（1）Fe（Ⅲ）体系中,Cl-和NO3-有助于水铁矿形成,且低温加热和剧烈搅拌均不会促进水铁矿转化。但剧烈搅拌会改变水铁矿表面氧的连接方式,降低晶格氧、增加羟基氧和吸附水含量。SO42-有助于无定形针铁矿和晶格畸变的磁赤铁矿形成,剧烈搅拌对转化几乎无影响,但低温加热可显著促进无定形针铁矿向磁赤铁矿的转化。（2）Fe（Ⅱ）体系中,Cl-有助于铁氧化物的稳定存在,而SO42-则有助于铁氧化物转化为热力学稳定的针铁矿。中性条件下,Cl-阻碍磁铁矿转化为针铁矿,生成以磁铁矿为主的铁氧化物;SO42-则促进磁铁矿转化为针铁矿,生成纯净针铁矿。强碱（pH=13.5）条件下,Cl-体系中Fe（OH）2的氧化速率较快,生成以磁赤铁矿为主的铁氧化物。（3）水铁矿表面的大量吸附水阻碍水铁矿的光溶解,但随着溶解的逐步深入,水铁矿表面的Fe（Ⅲ）-OH官能团发生光解溶出Fe（Ⅱ）。晶格畸变的磁赤铁矿在黑暗条件下溶出少量Fe（Ⅱ）。Fe2（SO4）3体系中形成的铁氧化物,即使光照促进溶解的情况下,依然比水铁矿稳定。
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