フェリハイドライト

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フェリハイドライト
Ohio.jpgからの鉱山排水
オハイオからの鉱山排水。丸太のオレンジ色のコーティングはフェリハイドライトです。
全般的
カテゴリー酸化物鉱物
フォーミュラ
（繰り返し単位）		（Fe 3+）2O3 • 0.5H2O _ _
IMAシンボルFhy [1]
ストルンツ分類4.FE.35
デーナ分類04.03.02.02
クリスタルシステム六角
クリスタルクラス二六方ピラミッド型（6mm）
HMシンボル：（6mm）
空間群P 6 3 mc
単位格子a = 5.958、c =8.965[Å]; Z = 1
身元
フォーミュラ質量168.70 g / mol
色ダークブラウン、イエローブラウン
晶癖骨材、微視的結晶
ストリーク黄褐色
透視性不透明
密度3.8  g / cm 3
参考文献[2] [3] [4] [5]
6線および2線のフェリハイドライトのX線回折パターン。
6線（上）および2線（下）のフェリハイドライトのX線回折パターン。CuKα放射線。

フェリハイドライト（Fh）は、地球の表面に広く分布している含水オキシ水酸化物第二鉄鉱物であり[6] [7] 、地球外物質に含まれている可能性があります。[8]淡水から海洋システム、帯水層から熱水温泉や鱗、土壌、鉱業の影響を受ける地域など、いくつかのタイプの環境で形成されます。それは、酸素化された鉄に富む水溶液から直接沈殿するか、代謝活性または溶存鉄の受動的収着の結果として細菌によって沈殿する可能性があります。核形成反応。[9]フェリハイドライトは、細胞内の鉄貯蔵を目的として、多くの生物のフェリチン タンパク質のコアにも存在します。[10] [11]

構造

フェリハイドライトは、きめが細かく、欠陥の多いナノ材料としてのみ存在します。Fhの粉末X線回折パターンには、最も無秩序な状態の2つの散乱バンドと、最も結晶性の高い状態の最大6本の強い線が含まれています。一般に2線および6線のフェリハイドライトと呼ばれるこれらの2つの回折端成分の主な違いは、構成結晶子のサイズです。[12] [13] 6線式は、1973年にIMAによって鉱物として分類され[14]、名目上の化学式は5Feです。
2O
3• 9H
2O。 _ [15]他の提案された処方はFeでした
5HO
8• 4H
2O [16]とFe
2O
3• 2FeO（OH） •2.6 H
2O。 _ [17]しかしながら、その水分含有量は変動するため、その公式は基本的に不確定です。2線式は含水酸化第二鉄（HFO）とも呼ばれます。

フェリハイドライトのナノ粒子の性質のために、構造は何年もの間とらえどころのないままであり、まだ論争の的となっています。[18] [19] [20] Dritsetal 。、X線回折データを使用して[12] 1993年に、3つの成分を持つ6線フェリハイドライトの多相構造モデルを提案しました。ABACシーケンス）および無秩序な八面体Fe占有率、（2）短距離フェロキシハイト様（δ-FeOOH）構造を持つ欠陥のある結晶子（d相）、および（3）従属超分散ヘマタイト（α- Fe2O 3）。回折モデルは、2002年に中性子回折によって確認されました。[21]フェリハイドライトとハイドロマグヘマイトの両方の単相モデル[22]がMichelらによって提案されました。、[23] [24] 2007-2010年、X線全散乱データのペア分布関数（PDF）分析に基づく。鉱物アクダライト（Al 10 O 14（OH）2 ）と同構造の構造モデルには、20％の四面体と80％の八面体に配位した鉄が含まれています。Manceauetal 。[25]は2014年にDritsがetal。[12]モデルは、PDFデータとMicheletalを再現しています。[23]モデル。

気孔率と環境吸収の可能性

個々のナノ結晶のサイズが小さいため、Fhはナノポーラスであり、グラムあたり数百平方メートルの大きな表面積を生み出します。[26]表面積対体積比が高いことに加えて、Fhには、ダングリングボンドや空孔などの局所的または点状の欠陥が高密度に存在します。これらの特性は、ヒ素、鉛、リン酸塩、および有機分子（フミン酸やフルビン酸など）を含む、環境上重要な多くの化学種を吸着する高い能力をもたらします。[27] [28] [29] [30]微量金属やメタロイドとの強力で広範な相互作用は、産業で、北ドイツのように浄水場で大規模に、広島で水道水を生産するために、そして小規模で廃水や地下水を浄化するために使用されています。産業排水および飲料水からヒ素を除去します。[31] [32] [33] [34] [35]そのナノ多孔性と金に対する高い親和性を使用して、 0°C未満の温度でCOを触媒酸化するためのFh担持ナノサイズAu粒子を作成できます。[36]分散した6ラインのフェリハイドライトナノ粒子を小胞状態に閉じ込めて、安定性を高めることができます。[37]

準安定性

フェリハイドライトは準安定鉱物です。凝集に基づく結晶成長により、赤鉄鉱や針鉄鉱などのより結晶性の高い鉱物の前駆体であることが知られています[38] [39] [40] [41]。[42] [43]しかしながら、天然系でのその変換は、一般に、その表面に吸着された化学的不純物、例えば、天然のフェリハイドライトのほとんどが珪質であるため、シリカによってブロックされます。[44]

グライ土壌や酸素が枯渇した深部環境で見られるような還元条件下で、そしてしばしば微生物活動の助けを借りて、フェリハイドライトは、ミネラルフージェライトとしても知られる層状複水酸化物（LDH）である緑の錆に変化する可能性があります。ただし、緑の錆を大気中の酸素に短時間さらすだけで、酸化してフェリハイドライトに戻すことができ、非常にとらえどころのない化合物になります。

  • フェリハイドライト（上）からゲータイト（下）への変換。

  • 緩速ろ過技術を利用して原水を処理する 水処理プラント。

  • 水処理砂床からのコーティングされた石英粒子中のAs（赤）、Fe（緑）、およびMn（青）の分布の三色（RGB）蛍光X線画像。[34]

も参照してください

より結晶化が良く、水和が少ない鉄オキシ水酸化物は、とりわけ次のとおりです。

参照

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