在铁氧化物矿物家族中，水铁矿是一种典型的羟基铁氧化物纳米矿物，颗粒尺寸约1-7nm，常分布于低温湿润的环境中。由于水铁矿对环境物质（如，含氧阴离子、金属阳离子和有机质）有较强的吸附能力，是重要的地质吸附剂。因此，水铁矿与金属离子的相互作用受到广泛关注，其对应的吸附机制也有深入研究。一般认为，金属离子在水铁矿表面的吸附机制包括配体交换、静电作用和界面沉淀。自然环境的复杂性表明多种环境物质常共存于环境，而不同的环境物质可影响彼此与地质吸附剂的相互作用，进而影响各自的迁移、转化、富集和生物可利用性。因此，研究在多种物质共存条件下，水铁矿与金属离子的相互作用有助于模拟真实复杂地质条件下的地球化学过程。

　　中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室的博士研究生刘晶结合宏观批吸附实验、XPS和ATR-FTIR等研究手段系统分析了水铁矿对锌离子（Zn）和磷酸根（P）的单一和同时吸附的特征与机制。研究结果表明在单组分吸附体系中，水铁矿对Zn的吸附较弱，对P的亲和性较强；在共存体系中，两种离子的吸附量均较单组分吸附体系显著提升，二者表现为协同吸附；P的吸附随pH的上升而减少，Zn的吸附随pH上升而增加；在单组分吸附体系中，pH对两种离子的吸附影响均较大，而共存体系中，pH的影响程度减弱；XPS结果显示P在单组分吸附和同时吸附体系中的化学环境无显著变化，但Zn在同时吸附体系中的XPS谱峰向高结合能方向偏移，对照参照样品做分峰处理发现吸附态的Zn一部分与P结合，一部分结合于水铁矿表面；ATR-FTIR结果证明，单组分吸附体系中，P主要以内层络合物吸附于水铁矿表面，同时吸附体系中P出现P=O振动，可能与三元络合物的形成有关。该研究表明在含氧阴离子共存条件下，对水铁矿表面亲和性较差的金属离子亦可被有效固定于矿物表面，为认识复杂地表环境下水铁矿对常见无机污染物迁移转化的影响提供重要的认识。

　　该研究得到自然科学基金（41572031，41322014）的支持，研究成果论文已发表在SCI期刊Chemosphere上。

　　论文信息：Liu, Jing, Zhu, Runliang, Xu, Tianyuan, Xu, Yin, Ge, Fei, Xi, Yunfei, Zhu, Jianxi, He, Hongping. (2016). Co-adsorption of phosphate and zinc (II) on the surface of ferrihydrite. Chemosphere, 144, 1148-1155.

　　链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653515301715#ack0010