钙锰矿的研究进展  

Progress in the Study of Todorokite

作　　者：崔浩杰[1,2] 冯雄汉[1] 刘凡[1] 谭文峰[1] 邱国红[1] 陈秀华[1] 

机构地区：[1]华中农业大学农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室,湖北武汉430070 [2]中国科学院城市环境研究所,福建厦门361021

出　　处：《地球科学进展》2009年第10期1084-1093,共10页Advances in Earth Science

基　　金：国家自然科学基金重点项目"土壤中锰氧化物的生物形成及对物质形态和转化的影响"(编号:40830527);"氧化锰矿物结构中的八面体空穴与其表面化学性质的关系"(编号:40771102);高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金"土壤中锰氧化物的生物与化学成矿耦合机制及其环境效应研究"(编号:200767);湖北省自然科学基金青年杰出人才项目"土壤锰矿物氧化Cr(III)的动力学过程与反应途径及Mn(III)的环境意义"(编号:2007ABB014)资助

摘　　要：钙锰矿是土壤、沉积物及海洋锰结核中常见的以3×3结构为主的一族大隧道构造氧化锰矿物。隧道中存在水分子和阳离子,形貌以片状、针状或纤维状为主。水钠锰矿→布塞尔矿→钙锰矿的转化是钙锰矿形成的一个重要途径。这种转化在常压条件下受体系温度、pH、共存粘土矿物、转化时间以及前驱物布塞尔矿亚结构特点,如层间交换离子类型、浓度、以水合离子形态或与MnO6八面体空穴上方键合的强弱、结晶度、Mn(III)的含量与迁移特点等因素影响。钙锰矿独特的结构使其所具有的离子吸附、氧化与催化特性及分子级的隧道空间等有望作为特异的分子筛、二次电池正极材料、有机反应催化剂等在环境科学和材料科学等领域具有广阔的应用前景。Todorokite is one of common manganese oxides with a basic 3 × 3 tunnel structure in soils, sedi- ments and ocean Mn nodules. The tunnels in todorokites are partially filled with water molecules and a variety of cations, and the morphology of todorokites mostly consist of plate-, needle-and fiber-shaped crystallites. The trans- formation of birnessite→buserite→todorokite is an important pathway for todoroktie formation. The influencing fac- tors, such as type and amount of interlayer cation in buserite precursor, the amount of Mn（Ⅲ） in the structure of layered precursor, the average manganese oxidation state and crystallinities of the precursors, reaction temperature, pH and clay minerals, would affect the formation of todorokite under hydrothermal and refluxing conditions. The in- fluencing effects are apparent for formation of todorokite at atmospheric pressure. These manganese oxide octahedral molecular sieves could be used widely in sorbents, catalysis, separations, chemical sensors, and batteries due to their unique structure and high surface areas.

关 键 词：钙锰矿 隧道结构 锰氧八面体 铁锰结核 布塞尔矿 土壤 

分 类 号：P578.4[天文地球—矿物学]