海洋透光层代表性铁氧化物半导体矿物——针铁矿和纤铁矿光还原特性及其环境效应

作     者：刘佳 丁竑瑞 葛潇 杨珊珊 黎晏彰 李艳 王长秋 鲁安怀 LIU Jia;DING Hong-rui;GE Xiao;YANG Shan-shan;LI Yan-zhang;LI Yan;WANG Chang-qiu;LU An-huai

作者机构：造山带与地壳演化教育部重点实验室矿物环境功能北京市重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 

出 版 物：《矿物岩石地球化学通报》 (Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry)

年 卷 期：2022年第41卷第6期

页      面：1273-1283页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(91851208 41820104003) 

主　　题：半导体矿物 针铁矿 纤铁矿 光还原 透光层 

摘      要：海洋透光层中广泛分布铁氧化物半导体矿物;铁对大多数有机生命体都是必不可少的。本文以透光层中的代表性铁氧化物半导体矿物——针铁矿和纤铁矿为例,对比分析了针铁矿和纤铁矿的半导体特性及光还原特性,结果发现在海洋透光层偏碱性环境中针铁矿和纤铁矿可发生光还原溶出Fe^(2+)。对合成针铁矿和纤铁矿进行了系统的矿物学表征、光电化学测试,结果显示纤铁矿光电响应活性强于针铁矿,其平均光电流密度约为针铁矿的20倍。在模拟海水中进行针铁矿和纤铁矿的光还原实验,结果显示反应12天,针铁矿和纤铁矿光照组溶出Fe^(2+)的溶度比无光组分别高约1640%和328.33%,光激发纤铁矿Fe^(2+)最大溶出量比针铁矿高约33.62%,表明纤铁矿光催化活性较针铁矿更强。这种光诱导铁氧化物半导体矿物溶出Fe^(2+)可能进一步影响透光层本源微生物群落结构并参与关键地球化学元素循环过程。