Structure of heavy-metal sorbed birnessite. Part 2: Results from electron diffraction

Autor: Drits, Va, Lanson, B., catherine BOUGEROL, Gorshkov, Ai, Manceau, A.
Přispěvatelé: Geological Institute of the Russian Academy of Sciences, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Laboratoire de Cristallographie, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Ore Mineralogy (IGEM), Talour, Pascale, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre [2011-2015] (ISTerre [2011-2015]), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble [1985-2015] (OSUG [1985-2015]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2002
Předmět:
Zdroj: American Mineralogist
American Mineralogist, Mineralogical Society of America, 2002, 87, pp.1646-1661
ResearcherID
ISSN: 0003-004X
Popis: International audience; Selected-area electron diffraction (SAED) and energy dispersive analysis were used to study the structure of synthetic heavy-metal sorbed birnessites (MeBi). Samples were prepared by equilibrating a suspension of Na-rich buserite (NaBu) at pH4 in the presence of various heavy metal cations (Me), including Pb, Cd, Zn, and Cu. Five main types of SAED patterns were observed. Types I and II were observed only for ZnBi micro-crystals, and they both consist of two super-cell reflection networks related by a mirror plane parallel to the a *c* plane. In direct space, these twinned networks correspond to the hexagonal supercells with AH = BH = 7b/ 3, and AH = BH = 7b, for ZnBi type I and II, respectively. In the two varieties, the supercells result from an ordered distribution of vacant layer octahedra capped by interlayer Zn in ZnBi layers. This distribution is described by a hexagonal cell with AH = 7b. In ZnBi micro-crystals of type I, interstratified twinned right- and left-handed fragments are similar to chalcophanite (ZnMn3O7-3H2O - Wadsley 1955; Post and Appleman 1988), and distributions of vacant layer octahedra from adjacent layers are regularly shifted with respect to each other by 1/3 of the long diagonal of the hexagonal layer unit cell. In ZnBi micro-crystals of type II, distributions of vacant layer octahedra are not regularly shifted from one layer to the adjacent one. SAED patterns of types III and IV occur for PbBi, ZnBi, and CdBi micro-crystals and contain super-cell reflections distributed parallel to [100] * with a periodicity which is not commensurate with that of the MeBi sub-structure (a */2.15 and a*/5.25, respectively). The super-cell reflections result from the ordered distribution within MeBi layers of vacant layer sites capped by Me as pairs along the a axis. Within each pair, vacant sites are separated by 2a for type III, and by 5a for type IV. In one-layer monoclinic structures, the apparent incommensurability arises from the +a/3 shift between adjacent layers having a similar one-dimensional periodic distribution of interlayer Me located above and below vacant octahedra sharing three corners with Mnlayer octahedra (TC sites). Tetrahedral coordination of these Me cations in TC sites, as in ZnBi, leads to the formation of strong H-bonds between adjacent layers. A similar incommensurate effect occurs in one layer hexagonal MeBi if octahedrally coordinated Me cations periodically distributed along the a axis are located above and/or below empty tridentate cavities sharing three edges with Mnlayer octahedra ( VITE sites, PbBi). SAED patterns of type V contain only sub-cell reflections and were observed mostly for PbBi and CuBi micro-crystals. Three different conditions can lead to the absence of supercell reflections: (1) a low amount of sorbed Me (PbBi); (2) the presence of Me having a similar scattering power as that of Mn on a single side of vacant layer sites (CuBi); or (3) a random distribution of interlayer species.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: