| 摘要 | 第10-13页 |
| Abstract | 第13-17页 |
| 第一章 前言 | 第18-56页 |
| 1.1 土壤中常见的铁氧化物 | 第18-22页 |
| 1.1.1 针铁矿 | 第19-20页 |
| 1.1.2 赤铁矿 | 第20页 |
| 1.1.3 纤铁矿、六方纤铁矿和绿绣 | 第20-21页 |
| 1.1.4 水铁矿 | 第21-22页 |
| 1.1.5 磁铁矿与磁赤铁矿 | 第22页 |
| 1.2 铁氧化物的形成及结构特性 | 第22-41页 |
| 1.2.1 铁氧化物的形成 | 第22-23页 |
| 1.2.2 铁氧化物的晶型结构 | 第23-31页 |
| 1.2.3 铁氧化物的结晶形貌与尺寸 | 第31-33页 |
| 1.2.4 铁氧化物的光谱学特性 | 第33-41页 |
| 1.2.4.1 红外光谱 | 第34-36页 |
| 1.2.4.2 穆斯堡尔光谱 | 第36-38页 |
| 1.2.4.3 X射线吸收精细结构光谱 | 第38-40页 |
| 1.2.4.4 基于X射线总散射的原子配对分布函数 | 第40-41页 |
| 1.3 铁氧化物间的转化 | 第41-49页 |
| 1.3.1 水铁矿向其它铁氧化物的转化 | 第43-47页 |
| 1.3.1.1 干热转化 | 第43-44页 |
| 1.3.1.2 水溶液转化 | 第44-45页 |
| 1.3.1.3 水溶液中各种离子对水铁矿转化的影响 | 第45-47页 |
| 1.3.2 绿锈向其它铁氧化物的转化 | 第47-49页 |
| 1.4 铁氧化物表面化学性质研究进展 | 第49-54页 |
| 1.4.1 铁氧化物表面官能团 | 第49-50页 |
| 1.4.2. 铁氧化物吸附离子和分子 | 第50-54页 |
| 1.4.2.1. 铁氧化物吸附阴离子 | 第50-51页 |
| 1.4.2.2. 铁氧化物表面阴离子配位形态 | 第51-53页 |
| 1.4.2.3. 铁氧化物吸附阳离子 | 第53-54页 |
| 1.5 研究目的与意义 | 第54-56页 |
| 第二章水铁矿在硅酸盐和Mn(Ⅱ)存在时的形成与次生矿化 | 第56-70页 |
| 2.1 引言 | 第56-57页 |
| 2.2 材料与方法 | 第57-59页 |
| 2.2.1 Fe(ⅡI)水解形成水铁矿 | 第57页 |
| 2.2.2 Si存在时Fe(Ⅱ)氧化形成水铁矿 | 第57页 |
| 2.2.3 可溶性Mn(Ⅱ)存在时水铁矿的转化 | 第57-58页 |
| 2.2.4 水铁矿形成与转化产物表征 | 第58-59页 |
| 2.2.4.1 X射线衍射（XRD）鉴定及Rietveld定量分析 | 第58页 |
| 2.2.4.2 透射电镜（TEM）与红外光谱（FTIR）表征 | 第58-59页 |
| 2.3 结果与分析 | 第59-67页 |
| 2.3.1 Fe(ⅡI)水解速率对水铁矿形成的影响 | 第59-60页 |
| 2.3.2 Si浓度对水铁矿形成的影响 | 第60-61页 |
| 2.3.3 Mn(Ⅱ)存在时水铁矿的次生矿化 | 第61-67页 |
| 2.4 讨论 | 第67-69页 |
| 2.4.1 矿物的演化过程与机制 | 第67-68页 |
| 2.4.1.1 Fe(ⅡI)水解 | 第67-68页 |
| 2.4.1.2 Si存在时Fe(Ⅱ)氧化 | 第68页 |
| 2.4.2 pH值和Mn(Ⅱ)浓度对水铁矿转化的影响 | 第68-69页 |
| 2.5 结论 | 第69-70页 |
| 第三章 水铁矿促进锰矿物的非生物形成 | 第70-82页 |
| 3.1 引言 | 第70-71页 |
| 3.2 材料与方法 | 第71-72页 |
| 3.2.1 水铁矿（2LFh）的合成 | 第71页 |
| 3.2.2 不同Mn(Ⅱ)浓度条件下Mn(Ⅱ)的非生物氧化 | 第71页 |
| 3.2.3 不同pH条件下Mn(Ⅱ)的非生物氧化 | 第71页 |
| 3.2.4 固体产物表征 | 第71-72页 |
| 3.3 结果 | 第72-78页 |
| 3.3.1 水铁矿和悬液pH对Mn(Ⅱ)氧化的影响 | 第72-74页 |
| 3.3.2 Mn(Ⅱ)浓度和温度对水铁矿催化Mn(Ⅱ)氧化的影响 | 第74-76页 |
| 3.3.3 O_2 浓度对Mn(Ⅱ)氧化的影响 | 第76-78页 |
| 3.4 讨论 | 第78-80页 |
| 3.4.1 pH对锰氧化物形成的影响 | 第78-79页 |
| 3.4.2 Mn(Ⅱ)浓度对锰氧化物形成的影响 | 第79页 |
| 3.4.3 水钠锰矿在pH 9 形成 | 第79页 |
| 3.4.2 水铁矿界面催化Mn(Ⅱ)氧化 | 第79-80页 |
| 3.5 环境意义 | 第80-81页 |
| 3.6 结论 | 第81-82页 |
| 第四章 水铁矿对PO_4 的吸附－解吸特性：与晶质氧化铁对比 | 第82-97页 |
| 4.1 引言 | 第82-83页 |
| 4.2 材料与方法 | 第83-85页 |
| 4.2.1 三种铁氧化物的合成 | 第83页 |
| 4.2.2 样品分析与鉴定 | 第83-84页 |
| 4.2.3 P吸附动力学实验 | 第84页 |
| 4.2.4 P吸附与解吸实验 | 第84-85页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第85-92页 |
| 4.3.1 矿物的鉴定和表征 | 第85-87页 |
| 4.3.2 三种矿物吸附P的动力学特性 | 第87-89页 |
| 4.3.3 三种矿物吸附P等温线 | 第89-90页 |
| 4.3.4 三种矿物表面吸附P的解吸 | 第90-92页 |
| 4.4 讨论 | 第92-96页 |
| 4.4.1 P吸附量与OH~-释放量的关系 | 第92-94页 |
| 4.4.2 铁氧化物吸附P的差异性 | 第94-95页 |
| 4.4.3 铁氧化物解吸P的差异性 | 第95-96页 |
| 4.5 结论 | 第96-97页 |
| 第五章 尺寸效应对水铁矿结构、组成和磁学特性的影响 | 第97-117页 |
| 5.1 引言 | 第97-98页 |
| 5.2 材料与方法 | 第98-101页 |
| 5.2.1 不同粒径水铁矿的合成 | 第98-99页 |
| 5.2.2 水铁矿的结构表征 | 第99-100页 |
| 5.2.2.1 X射线衍射鉴定 | 第99页 |
| 5.2.2.2 高分辨透射电子显微镜（HRTEM） | 第99页 |
| 5.2.2.3 基于高能X射线总散射的PDF分析 | 第99页 |
| 5.2.2.4 X射线吸收光谱 | 第99-100页 |
| 5.2.3 水铁矿的物理化学特性表征 | 第100-101页 |
| 5.2.3.1 磁性测定 | 第100页 |
| 5.2.3.2 穆斯堡尔光谱 | 第100页 |
| 5.2.3.3 热重分析 | 第100页 |
| 5.2.3.4 N_2 等温吸附－脱附 | 第100-101页 |
| 5.3 结果 | 第101-113页 |
| 5.3.1 水铁矿XRD和HRTEM分析 | 第101-103页 |
| 5.3.2 水铁矿PDF数据 | 第103页 |
| 5.3.3 水铁矿Fe K边XAS | 第103-106页 |
| 5.3.4 水铁矿的穆斯堡尔光谱分析 | 第106-109页 |
| 5.3.5 水铁矿磁性结果 | 第109-110页 |
| 5.3.6 水铁矿热分析 | 第110-111页 |
| 5.3.7 水铁矿孔结构分析 | 第111-113页 |
| 5.4 讨论 | 第113-115页 |
| 5.4.1 结晶尺寸对水铁矿结构和组成的影响 | 第113-114页 |
| 5.4.2 水铁矿的磁学特性和环境意义 | 第114-115页 |
| 5.4 结论 | 第115-117页 |
| 第六章 结晶尺寸效应对水铁矿吸附P反应性的影响 | 第117-130页 |
| 6.1 前言 | 第117-118页 |
| 6.2 材料与方法 | 第118-119页 |
| 6.2.1 水铁矿的酸碱滴定 | 第118页 |
| 6.2.2 P吸附等温线和动力学实验 | 第118页 |
| 6.2.3 水铁矿吸附P过程的IR实验 | 第118-119页 |
| 6.2.4 水铁矿吸附P的d-PDF实验 | 第119页 |
| 6.3 结果 | 第119-128页 |
| 6.3.1 水铁矿酸碱滴定 | 第119-120页 |
| 6.3.2 尺寸效应对P吸附动力学的影响 | 第120-123页 |
| 6.3.3 尺寸效应对P吸附等温线的影响 | 第123-125页 |
| 6.3.4 P在水铁矿表面的键合结构 | 第125-126页 |
| 6.3.5 P吸附过程与机制 | 第126-128页 |
| 6.4 环境意义 | 第128-130页 |
| 第七章 碳酸盐绿锈GR1(CO_3~(2-))向晶质铁氧化物转化：pH、温度和空气流量的影响 | 第130-144页 |
| 7.1 引言 | 第130-131页 |
| 7.2 材料与方法 | 第131-132页 |
| 7.2.1 空气氧化法合成GR1(CO_3~(2-))及其转化 | 第131-132页 |
| 7.2.1.1 GR1(CO_3~(2-))的合成 | 第131页 |
| 7.2.1.2 不同条件下GR1(CO_3~(2-))的转化 | 第131-132页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第132-141页 |
| 7.3.1 GR1(CO_3~(2-))的形成与转化 | 第132-133页 |
| 7.3.2 物理化学条件对GR1(CO_3~(2-))转化的影响 | 第133-141页 |
| 7.3.2.1 pH的影响 | 第133-136页 |
| 7.3.3.2 温度的影响 | 第136-139页 |
| 7.3.3.3 空气流速的影响 | 第139-141页 |
| 7.4 GR1(CO_3~(2-))的形成及转化过程机制探讨及其环境意义 | 第141-143页 |
| 7.5 结论 | 第143-144页 |
| 第八章 碳酸盐绿绣GR1(CO_3~(2-))向高价铁氧化物转化：磷酸盐和硅酸盐的影响 | 第144-157页 |
| 8.1 引言 | 第144页 |
| 8.2 材料与方法 | 第144-145页 |
| 8.2.1 P或Si存在时GR1(CO_3~(2-))的转化 | 第144-145页 |
| 8.2.2 转化产物的表征 | 第145页 |
| 8.3 结果与分析 | 第145-153页 |
| 8.3.1 P对GR1(CO_3~(2-))转化的影响 | 第145-150页 |
| 8.3.2 Si对GR1(CO_3~(2-))转化的影响 | 第150-153页 |
| 8.4 讨论 | 第153-156页 |
| 8.4.1 含氧阴离子（P和Si）存在时GR1(CO_3~(2-))的转化机制 | 第153-154页 |
| 8.4.2 P和Si对GR1(CO_3~(2-))转化产物的影响 | 第154-156页 |
| 8.5 结论 | 第156-157页 |
| 第九章 施氏矿物结构中硫酸根的局域配位环境 | 第157-173页 |
| 9.1 前言 | 第157-158页 |
| 9.2 材料和方法 | 第158-159页 |
| 9.2.1 施氏矿物的合成 | 第158页 |
| 9.2.2 施氏矿物在不同pH和离子强度下平衡 | 第158页 |
| 9.2.3 样品表征 | 第158-159页 |
| 9.2.3.1 化学组成测量 | 第158页 |
| 9.2.3.2 高能X射线散射（HEXC）和Fe K边EXAFS光谱 | 第158-159页 |
| 9.2.3.3 ATR-FTIR光谱 | 第159页 |
| 9.2.3.4 S K边XANES和EXAFS光谱 | 第159页 |
| 9.3 结果 | 第159-169页 |
| 9.3.1 XRD和PDF分析 | 第159-161页 |
| 9.3.2 Fe K边EXAFS光谱 | 第161-162页 |
| 9.3.3 化学组成和溶液分析 | 第162-163页 |
| 9.3.4 S K边XANES光谱 | 第163-168页 |
| 9.3.6 ATR-FTIR结果 | 第168-169页 |
| 9.4 讨论 | 第169-171页 |
| 9.4.1 隧道硫酸根吸附与表面硫酸根吸附 | 第169-170页 |
| 9.4.2 内圈配位结构 | 第170页 |
| 9.4.3 外圈配位结构 | 第170页 |
| 9.4.4 施氏矿物的结构和形成 | 第170-171页 |
| 9.5 环境意义 | 第171-172页 |
| 9.6 结论 | 第172-173页 |
| 第十章 全文结论 | 第173-177页 |
| 10.1 主要结论 | 第173-175页 |
| 10.2 创新点 | 第175页 |
| 10.3 研究展望 | 第175-177页 |
| 参考文献 | 第177-210页 |
| 攻读博士期间撰写的论文 | 第210-212页 |
| 致谢 | 第212-215页 |
| 附录 1_第二章补充图表 | 第215-222页 |
| 附录 2_第三章补充图表 | 第222-227页 |
| 附录 3_第六章补充图表 | 第227-230页 |
| 附录 4_第九章补充图表 | 第230-237页 |
