水铁矿(Ferrihydrite,Fe5O7OH·4H2O)是地球表生环境中广泛存在的次生含水铁氧化物,由于具有大的比表面积和良好的重(类)金属吸持能力,该矿物被认为具有重要的环境意义.然而,自然条件下水铁矿稳定性差,易于转化为其它相对稳定的物相并在此过程中伴随元素的重新分配,这一特性不仅导致对其结构的研究变得困难,同时也在一定程度上制约了其在工业上的应用.针铁矿和/或赤铁矿是水铁矿的主要转化产物，一些学者发现在含有络阴离子（如磷酸根）的溶液中加热水铁矿，其倾向于向赤铁矿转化。进一步的研究发现转化过程中出现体系磁性先增大后降低的现象，早期研究者认为这一现象与中间产物水磁赤铁矿（Hydromaghemite）的生成有关，近年的研究则认为在磁性升高过程中未发生相变，只是水铁矿的结构发生重整，转化为缺陷更少的水铁矿—磁水铁矿（Ferrimagnetic ferrihy.drite）。由于磁水铁矿的稳定性差，会快速向赤铁矿转化，因此目前暂未从地质材料中发现该物质，同时也未确证其结构。目前认为磁水铁矿生成有两个必要条件：络阴离子（抑制水铁矿向针铁矿转化及磁水铁矿向赤铁矿转化）和较高的温度（提供转化的动力学条件）。自然条件下水铁矿较少经历高温条件，但通常可保存较长时间，因此其可能克服转化的动力学障，实现水铁矿—磁水铁矿—赤铁矿的转化。基于这一思路，本研究采用缓慢滴定的方法探讨常温合成磁水铁矿的可能性，在此基础上模拟自然条件下水铁矿的赤铁矿化过程。本文主要研究发现常温条件下也可合成磁水铁矿，但该物相稳定性差，与磷酸根相似，硫酸根也具有促进磁水铁矿生成和稳定的功能。研究结果具有两方面的意义，一方面有助于阐明酸性矿山排水沉积物的演化过程，另一方面有助于解释火星表面富含赤铁矿的原因。