《表2 黑云母和反应产物的穆斯堡尔谱参数》

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《铝离子对黑云母溶解/转化的制约及机制研究》


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注:(1)同质异能位移(isomer shift);(2)四级矩分裂(quadrupole splitting);(3)超精细磁场(magnetic hyperfine field).

图6为黑云母和不同Al3+浓度体系反应产物的穆斯堡尔谱。穆斯堡尔图谱拟合参数结果列于表2。根据样品的结构和组成,57Fe穆斯堡尔谱可能由一个或多个单线谱、4级分裂二线谱和磁分裂六线谱组成。单线谱只会出现在Fe3+立方对称结构的谱图中,因此在层状硅酸盐的穆斯堡尔谱中不会观察到单线谱。六线谱源于含Fe的磁有序样品,出现在极富铁的层状硅酸盐(小于10 K的低温测试条件)和具有良好结晶度及高纯度的铁(氢)氧化物的谱图中。层状硅酸盐的穆斯堡尔谱一般由具有不同氧化态的结构Fe的二线谱组成。如图所示(图6a),原始黑云母样品的穆斯堡尔谱呈现出不对称特征,分峰拟合可以得到3组二线谱,分别对应于黑云母结构中不同位置和不同氧化态的Fe[37]。由拟合结果可知,该黑云母样品含有约63%的Fe2+和37%的Fe3+。低铝体系产物Bt-0.06Al-30d的穆斯堡尔谱经过分峰拟合得到1个六线谱和2个二线谱(图6b),分别归属赤铁矿和黏土矿物中不同氧化态Fe[37-38],进一步证实黑云母的部分结构Fe最终转变为了赤铁矿,与XRD和TEM结果一致。结构Fe3+含量从原始黑云母中的约37%增加至Bt-0.06Al-30d的61%,这可能与转化产物蛭石、水黑云母和绿泥石的八面体中结构Fe3+含量较高有关,以往研究也表明黑云母结构Fe2+的氧化是其风化的重要过程[3]。而高铝体系产物Bt-0.60Al-30d的图谱只出现1个二线谱(图6c),对应黏土矿物的结构Fe3+,与低铝体系相比,结构Fe2+的消失反映了高铝体系中黑云母溶解和转化过程更彻底。此外,并未观察到赤铁矿的六线谱,这可能与其结晶弱、粒径小有关[38]。