碱性介质中水钠锰矿的生成途径

【摘要】 水钠锰矿(birnessite)是表生作用中含锰矿物岩石风化和氧化较为常见的产物.在碱性介质中,以O2氧化Mn(OH)2合成单相水钠锰矿,结合快速X射线衍射(XRD),粉晶XRD,透射电子显微镜(TEM),电子衍射(ED),能量色散X射线分析(EDAX),红外光谱(IR),化学组成分析等方法和相关氧化锰矿物的Eh-pH平衡关系对该反应过程和水钠锰矿的生成途径进行了研究.结果表明:在实验条件下,该反应过程可分为四个阶段:(1)黑锰矿(Mn3O4,hausmannite)和六方水锰矿(β-MnOOH,feitknechite)的形成阶段,(2)黑锰矿和六方锰矿转化为布塞尔矿(buserite)阶段,(3)布塞尔矿生长阶段,(4)布塞尔矿转化成水钠锰矿阶段;氧化过程中,布塞尔矿按两种途径由中间产物溶解后重新结晶生成,矿物转化受其表面溶解O2浓度决定的Eh值控制.实验结果可为进一步揭示水钠锰矿在碱性介质中的形成机制提供重要的理论依据,对水钠锰矿的合成,改性和在材料科学中的应用也具有实际意义.更多还原