Prereactional transformations in the topotactic conversion γ-FeOOH → γ-Fe2O3

Abstract

The transformation of the lepidocrocite (γ-FeOOH) lattice into the maghemite (γ-Fe2O3) spinel structure is studied by X-ray analysis, infrared spectroscopy, and ferromagnetic resonance technique. It is found that the dehydroxylation connected with the thermal treatment of lepidocrocite yieldsan excess of Fe3+ ions in its lattice preceding the transformation into maghemite. The recorded type of ferromagnetic phase with lepidocrocite structure suggests arandom distribution of these Fe3+ ions in tetrahedral sites. This appears to be a pre-condition for the topotactic conversion with the formation of γ-Fe2O3 spinell lattice. Es wird die Umwandlung des Lepidokrokitgitters in die Spinellstrukturdes Maghemits röntgenographisch, infrarotspektroskopisch und mit Hilfeder ferromagnetischen Resonanztechnik untersueht. Es wird gefunden, daß die mit der thermischen Bearbeitung des Lepidokrokits auftretende Dehydroxylation zunächst zu einem Überschuß von Fe3+−Ionen in seinem Gitter führt, bevor der Übergang zum Maghemit stattfindet. Die registrierte ferromagnetische Phase mit Lepidokrokit-struktur weist darauf hin, daß diese überschüssigen Fe3+−Ionen statistisch die tetragonalen Hohlräume besetzen. Es scheint, daß die Bildung dieser Phase eine Voraussetzung für die topotaktische Konversion des Lepidokrokits in Richtung der Entstehung der γ-Fe2O3−Spinellstruktur darstellt.