物种形态控制氢氧化铁沉淀与转化的动力学
材料科学
2023-11-22 v1
摘要
Fe-H2O体系中能量有利与亚稳矿物相的形成控制了铁配合物以及其他水相组分在自然含水层、土壤及其他环境与工业相关系统中的长期迁移性。控制这些固相形成的基本机制一直悬而未解。本文建立了一个通用的前沿部分平衡模型，并成功预测了碱性pH下无定形2线水铁矿沉淀、溶解及向结晶针铁矿整体转化的速率。构成该转化机制的所有机理步骤仅各涉及一个动力学速率常数，即可准确预测实验测得的固相与水相组成随时间的变化。研究发现针铁矿的沉淀(i)发生于溶液中，且(ii)受限于首先形成的无定形相2线水铁矿相对缓慢的溶解。一个适用于近中性和弱酸性pH的广义转化机制进一步表明，Fe(III)沉淀动力学的差异由主要Fe(III)水解产物的配位环境所控制。研究结果为广泛水相组成下其他含铁相的建模提供了框架。
引用
@article{arxiv.2311.12464,
title = {Speciation controls the kinetics of iron hydroxide precipitation and transformation},
author = {Fabio Enrico Furcas and Shishir Mundra and Barbara Lothenbach and Ueli Angst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.12464},
year = {2023}
}