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Fourier Transform Infrared Studies of Aluminous Goethites and Hematites

Published online by Cambridge University Press:  02 April 2024

Stuart A. Fysh
Affiliation:
The Broken Hill Proprietary Co. Ltd., Central Research Laboratories Shortland, New South Wales, Australia
Peter M. Fredericks
Affiliation:
The Broken Hill Proprietary Co. Ltd., Central Research Laboratories Shortland, New South Wales, Australia
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Abstract

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Synthetic aluminous hematites and goethites have been examined by Fourier-transform infrared spectroscopy. For aluminous hematites prepared at 950°C a linear relationship exists between Al content and the location of the band near 470 cm−1, up to 10 mole % Al substitution which is shown to be the solubility limit. The spectra of aluminous goethites prepared in two different ways are qualitatively similar to each other, but differ as to the relationship between the position of the band near 900 cm−1 and the Al content. The spectra of the two series of hematites produced by calcining the goethites at 590°C also show a strong dependence of band position and intensity on the goethite preparative method.

Резюме

Резюме

Синтетические глиноземистые гематиты и гетиты исследовались при помощи фурье преобразованной инфракрасной спектроскопии. В случае глиноземистых гематитов, подготовленных в температуре 950°С, существует линейная зависимость между содержанием Al и положением полосы около 470 цм−1, до 10 мольновых % подстановки Al, что является пределом растворимости. Спектры глиноземистых гетитов, подготовленные двумя способами являются качественно похожими на себя, но различаются положением полосы около 900 цм−1 в результате разных содержаний Al. Спектры двух серии гематитов, образованных путем кальцинации гетитов при температуре 590°С, также указывают на сильную зависимость положения полосы и ее интенсивности от метода подготовления гетита. [E.G.]

Resümee

Resümee

Synthetische Al-hältige Haematite und Goethite wurden mittels Fouriertransform Infrarotspektroskopie untersucht. Bei Al-hältigen Haematiten, die bei 950°C synthetisiert wurden, existiert eine lineare Beziehung zwischen dem Al-Gehalt und der Lage der Bande bei ca. 470 cm−1. Dies gilt bei einer Substituierung durch Al bis zu 10 Mol.-%. Dies ist auch die Grenze der Löslichkeit. Die Spektren von Al-hältigen Goethiten, die auf zwei verschiedene Arten hergestellt wurden, sind qualitativ einander ähnlich aber unterscheiden sich bezüglich der Position der Bande bei ca. 900 cm−1 aufgrund unterschiedlicher Al-Gehalte. Die Spektren von zwei Haematitserien, die durch Kalzinierung der Goethite bei 950°C hergestellt wurden, zeigten ebenfalls eine starke Abhängigkeit der Bandenlage und -intensität von der Präparationsmethode des Goethits. [U.W.]

Résumé

Résumé

Des hématites et des goethites aluminées synthétiques ont été examinées par spectroscopic infrarouge transforme-Fourier. Il existe pour des hématites aluminées préparées à 950°C une relation linéaire entre le contenu en Al et la situation de la bande près de 470 cm−1, jusqu’à 10 mole % de substitution d'Al qu'on peut montrer être la limite de solubilité. Les spectres de goethites aluminées préparées de deux manières différentes sont qualitativement semblables, mais différent quant à la position de la bande près de 900 cm−1 à cause de différents contenus en Al. Les spectres des deux séries d'hématites produites en calcinant les goethites à 590°C montrent aussi une forte dépendance de la position et de l'intensité de la bande sur la méthode de préparation de la goethite. [D.J.]

Type
Research Article
Copyright
Copyright © 1983, The Clay Minerals Society

References

Bigham, J. M., Golden, D. C., Bowen, L. H., Buol, S. W. and Weed, S. B., 1978 Iron oxide mineralogy of well-drained Ultisols and Oxisols: I. Characterization of iron oxides in soil clays by Mössbauer spectroscopy, X-ray diffractometry, and selected chemical techniques Soil Sci. Soc. Amer. J. 42 816825.CrossRefGoogle Scholar
Davey, B. G., Russell, J. D. and Wilson, M. J., 1975 Iron oxide and clay minerals and their relation to colours of red and yellow podzolic soils near Sydney, Australia Geoderma 14 125138.CrossRefGoogle Scholar
De Grave, E., Bowen, L. H. and Weed, S. B., 1982 Mössbauer study of aluminium-substituted hematites Magn. Magn. Mat. Ann. Conf. 27 98108.CrossRefGoogle Scholar
Farmer, V. S. and Farmer, V. C., 1974 The anhydrous oxide minerals The Infrared Spectra of Minerals London Mineralogical Society 183204.CrossRefGoogle Scholar
Fey, M. V. and Dixon, J. B., 1981 Synthesis and properties of poorly crystalline hydrated aluminous goethites Clays & Clay Minerals 29 91100.CrossRefGoogle Scholar
Fysh, S. A. and Clark, P. E., 1982 Aluminous goethite: a Mössbauer study Phys. Chem. Minerals 8 180187.CrossRefGoogle Scholar
Fysh, S. A. and Clark, P. E., 1982 Aluminous hematite: a Mössbauer study Phys. Chem. Minerals 8 257267.CrossRefGoogle Scholar
Janot, C. and Gibert, H., 1970 Les constituants du fer dans certains bauxites naturelles étudieés par effet Mössbauer Bull. Soc. Fr. Mineral. Crystallogr. 93 213223.Google Scholar
Jónás, K. and Solymár, K., 1970 Preparation, X-ray derivatographic and infrared study of aluminium-substituted goethites Acta Chim. (Budapest) 66 338394.Google Scholar
Koenig, J. L., 1975 Application of Fourier transform infrared spectroscopy to chemical systems Appl. Spectr. 29 293308.CrossRefGoogle Scholar
Mendelovici, E., Yariv, S.h. and Villalba, R., 1979 Aluminum-bearing goethite in Venezuelan laterites Clays & Clay Minerals 27 368372.CrossRefGoogle Scholar
Norrish, K. and Taylor, R. M., 1961 The isomorphous replacement of iron by aluminium in soil goethites J. Soil Sci. 12 294306.CrossRefGoogle Scholar
Rendon, J. L. and Serna, C. J., 1981 IR spectra of powder hematite: effects of particle size and shape Clay Miner. 16 375381.CrossRefGoogle Scholar
Schwertmann, V., Fitzpatrick, R. W. and Le Roux, J., 1977 Al substitution and differential disorder in soil hematites Clays & Clay Minerals 25 373374.CrossRefGoogle Scholar
Serna, C. J., Rendon, J. L. and Iglesias, J. E., 1982 Infrared surface modes in corundum-type microcrystallme oxides Spectrochim. Acta 38A 797802.CrossRefGoogle Scholar
Tarte, P., 1968 Discussion of the potential of infrared spectroscopy and X-ray diffraction in the study of solid solutions Bull. Soc. Fr. Ceram. 81 6371.Google Scholar
Yariv, S.h. and Mendelovici, E., 1979 The effect of degree of crystallinity on the infrared spectrum of hematite Appl. Spectr. 33 410411.CrossRefGoogle Scholar