磁铁矿在自然界中广泛存在，具有良好的环境相容性、独特的物理化学性质以及良好的表面反应性。在自然界中，磁铁矿结构中存在类质同像置换。已有研究表明，部分类质同像置换离子能显著增强磁铁矿的表面反应性。在游离态Fe(Ⅱ)存在下，铁氧化物与Fe(Ⅱ)的相互作用具有较强的还原能力，对重金属、有机污染物、放射性元素等环境物质的迁移和转化具有显著的制约作用。　　本文以人工合成的磁铁矿和锌、钴置换磁铁矿为研究对象，利用多种现代谱学技术对样品进行表征，并对磁铁矿吸附、还原和脱附Cr(Ⅵ)等反应过程进行深入考察，取得如下认识:　　(1)磁铁矿通过吸附和还原作用去除Cr(Ⅵ)。Fe(Ⅱ)的存在增强了磁铁矿的还原能力，这主要依靠异相反应机制。Cr(Ⅵ)先被快速地吸附到磁铁矿表面，逐渐被磁铁矿结构中的Fe(Ⅱ)以及吸附态Fe(Ⅱ)缓慢还原为Cr(Ⅲ)，沉淀为CrxFe1-x(OH)3。氢气还原磁铁矿样品提高了体系的还原能力，但同时吸附能力有所下降。　　(2) Zn置换作用显著提高磁铁矿的表面位密度和比表面积，增强其对Cr(Ⅵ)的吸附能力。占据尖晶石结构四面体位的Zn2+阻碍电子转移，减弱磁铁矿的还原能力。吸附在磁铁矿表面的部分Cr(Ⅵ)可被脱附。　　(3) Co置换作用对磁铁矿的比表面积影响不大，故磁铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附能力变化不大。占据在八面体位的Co2+促进磁铁矿结构中的电子转移，使磁铁矿结构中Fe(Ⅱ)的还原能力显著提高，增强了磁铁矿与Fe(Ⅱ)共存体系的还原能力。同时，Co置换使磁铁矿的表面位密度显著增大，更多Cr(Ⅵ)通过与磁铁矿的表面羟基络合作用而被固定，较容易被脱附。　　以上研究成果有助于理解磁铁矿族矿物对重金属铬迁移和转化的制约机制，也为此类矿物在环境修复中的应用提供理论支撑。