针铁矿-高岭石二元体的微观结构与形成机制

来源：土壤学报杂志2011年第2期北京时间：

作者：魏世勇,刘凡,冯雄汉,谭文峰

单位：魏世勇，华中农业大学；weishiyong2007@126.com,刘凡，；,冯雄汉，；,谭文峰，；,

摘要：制备了针铁矿-高岭石复合物，以其混合物为对照，分析了它们的微观结构与形成机制。结果表明，复合物中的针铁矿较好地包被在高岭石表面，而混合物中两固相之间的包被作用微弱。相对针铁矿和高岭石两单体而言，二元体中针铁矿和高岭石的主要晶面间距没有明显变化；复合物的孔体积增多、平均孔径减小，混合物的孔体积和平均孔径都接近两单体的平均值；两种二元体的表面分形度(D)增大，且D混合物 > D复合物。红外光谱显示，二元体中≡Fe-OH的振动频率升高，而≡Al-OH、Al-O、Si-O和Fe-O的振动频率降低；高岭石与针铁矿胶结后，核磁共振波谱中29Si和27Al的化学位移均向正方向移动。根据波谱分析的结果推断，针铁矿与高岭石的胶结主要通过针铁矿表面≡FenOH2n/2)+(n = 1, 2, 3)与高岭石表面≡Si-OH、≡Al-OH20.5+等Lewis酸之间的阳离子交换、高岭石表面≡Si-O-和≡Al-OH0.5-与针铁矿表面铁羟基(≡Fe-OH)间的阴离子交换以及高岭石表面O与针铁矿表面Fe间的配位等作用而实现，其胶结力主要为氢键和静电引力。复合物中≡Fe-OH、≡Al-OH等主要基团的振动频率以及29Si、27Al的化学位移的漂移均大于混合物中的变化量，说明复合物中针铁矿与高岭石间的胶结强度大于混合物中两固相间的胶结作用。

关键词：针铁矿;高岭石;复合物;微观结构;交互作用

基金资助：国家自然科学基金项目（面上项目）;国家教育部优秀青年教师基金