Mn2+掺杂对晶质氧化铁结构与红外光谱特征的影响

编号 zgly0001715447

文献类型 期刊论文

文献题名 Mn2+掺杂对晶质氧化铁结构与红外光谱特征的影响

作者 王锐  方敦  牛鹏举  许海娟  魏世勇 

作者单位 湖北民族大学化学与环境工程学院  生物资源保护与利用湖北省重点实验室(湖北民族大学)  华中农业大学资源与环境学院  安阳工学院文法学院 

母体文献 土壤学报 

年卷期 2020年04期

年份 2020 

分类号 S153.6  O657.33 

关键词 晶质氧化铁  锰掺杂  红外  羟基  晶体结构 

文摘内容 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(3 000～3 700 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。