含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅰ：形态和物相

用X射线粉晶衍射分析技术结合热重分析、红外光谱及电镜观察对合成的含钙聚合氯化铝铁(PAFCCa)及其合成前体含钙聚合氯化铝(PACCa)、含钙聚合氯化铁(PFCCa)的低温干燥样进行了表征。XRD衍射结果表明,Ca(Ⅱ)分别与A l(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)都能形成结晶化合物,在PACCa中结晶化合物主要是Ca3A l2(OH)12,在PFCCa中结晶化合物主要是Ca4Fe14O25,在PAFCCa中形成A l-Ca-Fe三相结晶化合物铁取代的氯钙矾石结构体,其组成是(Ca6(A l,Fe)2[(OH)4C l2]3.20H2O)。热重分析、红外光谱与电镜观察都支持了XRD的衍射结果。

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅱ:热分解特性

分别以NaOH和Ca(OH)2作为碱化剂,合成了聚合氯化铝铁(PAFCNa,PAFCCa),比较样聚合氯化铝(PACNa,PACCa)、聚合氯化铁(PFCNa,PFCCa),制成低温干燥样进行热分解检测。热重分析证明,PAFCCa中的含水量高,主要是配位水与结晶水。当n(A l)/n(Fe)>5∶5后,PAFCCa的含水量平均为42.3%。按Ca6A l2(SO4)3(OH)12.26H2O分子式计算,钙矾石的结构水(含OH水)含量为43.06%,两者含水量相当接近。TG-DTG热分析结果支持XRD对PAFCCa中存在含Ca3A l2(OH)12柱体的类钙矾石结构体的认定。PAFC-Ca根据其DTG曲线上的125℃和180℃两个脱水速率(肩)峰可以判别其中有无钙矾石结构体,以及相对量的多少。

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅳ:红外光谱解析

用付里叶变换红外光谱法(FTIR)测定了分别以NaOH和Ca(OH)2作为碱化剂合成的聚合氯化铝铁(PAFCNa,PAFCCa)的中红外光谱。结合分子动力学对弗雷德盐的模拟分析,本文解析了PAFCCa的中红外光谱并提出:PAFCCa中2150 cm-1峰为配位于弗雷德盐层间水分子的组合振动模式。PACCa或PAFCCa中1610,1630 cm-1共轭双峰可解释为:弗雷德盐层间结构中分别配位于Al(Ⅲ)与Ca(Ⅱ)的水分子的变形υ-H2O振动。