为探究不同颜色电气石中致色元素的化学状态及其化学环境,利用X射线光电子能谱方法对绿色调(墨绿色、蓝绿色、淡绿色)和粉红色调电气石样品进行分析。结果表明,绿色调和粉红色调电气石样品中均含有少量的过渡金属离子,如Fe,Mn,Ti,Cr,且不含Li和Be。不同颜色的电气石晶体中过渡金属阳离子的化学状态相同,且分别为Fe3+,Mn4+,Ti4+,Cr3+,但其与阴离子配位的环境有所差别。绿色调电气石样品中虽然Fe的质量分数有较大的差别,但均有部分Fe元素与F结合,即占据晶体结构中的Y位;粉红色电气石样品中,Fe离子没有与F形成配位,仅占据结构中的Z位。相反,在粉红色电气石样品中,Mn主要与F结合配位的方式存在,占据结构中的Y位,而绿色调电气石样品中大部分的Mn与O配位成键,只有少部分的Mn与F结合配位。由于Fe3+,Mn4+离子对之间电荷转移的可能性不大,故电气石的颜色可能主要由于d—d电子跃迁和氧与金属离子(O2--M)间电荷转移吸收引起,尤其是由于化学环境的差异(包括配位阴离子种类、杂质缺陷、结构畸变等)所引起。
新型的纳米材料电气石由于具有自发产生负氧离子,远红外线辐射等特性,将其添加到纸张中和纤维结合后抄造成生活用纸、医疗用纸等,从而赋予纸张的抗菌、杀菌的保健功能。
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