Abstract

Synthetic, polycrystalline samples of alunite [K0.88(H3O)0.12Al2.64(SO4)2(OH)4.92(H2O)1.08] and oxonium-substituted alunite [H3OAl2.87(SO4)2(OH)5.61(H2O)0.39] have been investigated using incoherent, inelastic neutron-scattering (IINS) methods in order to determine the nature of the non-OH “H2O”. IINS measurements were made on non-deuterated samples at 20 K using the HRMECS chopper spectrometer with 250 and 600 meV incident energies. Alunite and oxonium-substituted alunite exhibit similar spectral features over the energy range of 120–550 meV, where assignments for local vibrations can be made based on the presence of OH and H2O groups. Salient differences in the intensities and positions of the observed low-energy vibrational bands reflect the effects of chemical substitution on the structural environment of the monovalent cation site and neighboring Al and OH sites in the framework.

Abstract

Nous avons étudié des échantillons synthétiques polycristallins d’alunite [K0.88(H3O)0.12 Al2.64(SO4)2(OH)4.92(H2O)1.08] et d’alunite subtituée par l’ion oxonium [H3OAl2.87(SO4)2(OH)5.61(H2O)0.39] au moyen de dispersion incohérente et inélastique de neutrons (IINS) afin de déterminer la nature de “H2O” autre que l’hydroxyle. Les mesures IINS ont porté sur des échantillons non-deutérés à 20 K; elles ont été faites avec le spectromètre à sécateur HRMECS à une énergie incidente de 250 et 600 meV. Les deux matériaux répondent de façon semblable selon leurs spectres sur l’intervalle d’énergie 120–550 meV, dans lesquels les vibrations locales peuvent être assignées en fonction de la présence des groupes OH et H2O. Les différences importantes en intensité et en position des bandes vibrationnelles observées à faible énergie témoignent des effets de la substitution chimique sur les aspects structuraux du site du cation monovalent et des sites Al et OH avoisinants dans la trame.

(Traduit par la Rédaction)

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