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衰减全反射-傅里叶变换红外光谱定量分析铁氧化物及水铁矿晶相转化探究
1
作者
刘雨嫣
耿树钰
+3 位作者
李欣语
李志雄
刘菲
陈家玮
《岩矿测试》
北大核心
2025年第5期831-843,共13页
水铁矿作为一种亚稳态的弱晶形铁氧化物,会自发向更稳定的铁氧化物转化。探明转化过程中的中间产物及最终产物类型,对理解污染物归趋、营养物质循环等环境地球化学过程具有重要意义。近年来,基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)的定量分析方...
水铁矿作为一种亚稳态的弱晶形铁氧化物,会自发向更稳定的铁氧化物转化。探明转化过程中的中间产物及最终产物类型,对理解污染物归趋、营养物质循环等环境地球化学过程具有重要意义。近年来,基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)的定量分析方法在铁氧化物研究中获得应用。水铁矿转化过程中会存在多种矿物共存的情况,不同铁氧化物的红外光谱特征可能相互干扰,共存矿物的类型和比例会显著影响特征峰的强度,仅根据二元体系建立的定量模型会导致多元体系下定量分析准确性降低。因此,本研究采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术,通过配制多种比例二元和三元标准矿物混合体系,观察不同铁氧化物的红外吸收光谱特征。结果表明:纤铁矿的特征吸收峰位于748cm^(-1)和1020cm^(-1),针铁矿的特征吸收峰位于792cm^(-1)和897cm^(-1)处。不同体系中针铁矿的相对含量与特征峰强度均呈现良好线性关系(R^(2)>0.987),但线性回归系数受共存矿物的影响,差异达到14.4%;纤铁矿的相对含量在二元体系中与其特征峰强度呈线性特征,但在三元体系中,二阶多项式提供了更好的拟合效果,说明共存矿物类型直接影响定量模型建立。进一步检测了在厌氧条件下1mmol/L亚铁催化水铁矿转化过程中次生矿物(包括纤铁矿和针铁矿)的相对含量,结果显示在反应初期水铁矿会同时转化成纤铁矿和针铁矿,随后水铁矿完全转化,体系变为纤铁矿和针铁矿的二元体系,最终纤铁矿完全转化为针铁矿。
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关键词
衰减全反射-傅里叶变换红外光谱
水铁矿
纤铁矿
针铁矿
定量模型
矿物转化
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职称材料
题名
衰减全反射-傅里叶变换红外光谱定量分析铁氧化物及水铁矿晶相转化探究
1
作者
刘雨嫣
耿树钰
李欣语
李志雄
刘菲
陈家玮
机构
中国地质大学
(
北京
)水资源
与环境
学院
中国地质大学
(
北京
)地下水循环
与环境
演化教育部
重点
实验室
中国地质大学
(
北京
)地球科学与资源学院
中国地质大学
(
北京
)
地质
微生物
与环境
全国
重点
实验室
出处
《岩矿测试》
北大核心
2025年第5期831-843,共13页
基金
国家自然科学基金项目(42302036)
中央高校基本科研业务费新教师基本科研能力提升项目(2652024040)。
文摘
水铁矿作为一种亚稳态的弱晶形铁氧化物,会自发向更稳定的铁氧化物转化。探明转化过程中的中间产物及最终产物类型,对理解污染物归趋、营养物质循环等环境地球化学过程具有重要意义。近年来,基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)的定量分析方法在铁氧化物研究中获得应用。水铁矿转化过程中会存在多种矿物共存的情况,不同铁氧化物的红外光谱特征可能相互干扰,共存矿物的类型和比例会显著影响特征峰的强度,仅根据二元体系建立的定量模型会导致多元体系下定量分析准确性降低。因此,本研究采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术,通过配制多种比例二元和三元标准矿物混合体系,观察不同铁氧化物的红外吸收光谱特征。结果表明:纤铁矿的特征吸收峰位于748cm^(-1)和1020cm^(-1),针铁矿的特征吸收峰位于792cm^(-1)和897cm^(-1)处。不同体系中针铁矿的相对含量与特征峰强度均呈现良好线性关系(R^(2)>0.987),但线性回归系数受共存矿物的影响,差异达到14.4%;纤铁矿的相对含量在二元体系中与其特征峰强度呈线性特征,但在三元体系中,二阶多项式提供了更好的拟合效果,说明共存矿物类型直接影响定量模型建立。进一步检测了在厌氧条件下1mmol/L亚铁催化水铁矿转化过程中次生矿物(包括纤铁矿和针铁矿)的相对含量,结果显示在反应初期水铁矿会同时转化成纤铁矿和针铁矿,随后水铁矿完全转化,体系变为纤铁矿和针铁矿的二元体系,最终纤铁矿完全转化为针铁矿。
关键词
衰减全反射-傅里叶变换红外光谱
水铁矿
纤铁矿
针铁矿
定量模型
矿物转化
Keywords
attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy
ferrihydrite
lepidocrocite
goethite
quantitative modeling
mineral transformation
分类号
P575 [天文地球—矿物学]
O657.33 [理学—分析化学]
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作者
出处
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1
衰减全反射-傅里叶变换红外光谱定量分析铁氧化物及水铁矿晶相转化探究
刘雨嫣
耿树钰
李欣语
李志雄
刘菲
陈家玮
《岩矿测试》
北大核心
2025
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