फेरिहाइड्राइट

फेरिहाइड्राइट Fh (एफएच) पृथ्वी की सतह पर एक व्यापक हाइड्रस फेरिक ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड खनिज है, और अलौकिक सामग्रियों में एक संभावित घटक है। यह कई प्रकार के वातावरणों में बनता है, मीठे पानी से लेकर समुद्री प्रणालियों तक, एक्विफायर से लेकर जलतापीय गर्म झरनों और तराजू, मिट्टी और खनन से प्रभावित क्षेत्रों तक यह सीधे ऑक्सीजन युक्त लौह समृद्ध जलीय घोल से, या जीवाणु द्वारा या तो मैटाबॉलिक गतिविधि या केंद्रक प्रतिक्रियाओं के पश्चात घुलित लोहे के निष्क्रिय अवशोषण के परिणामस्वरूप अवक्षेपित हो सकता है। इंट्रा-सेलुलर आयरन भंडारण के उद्देश्य से, फेरिहाइड्राइट कई जीवित जीवों के फेरिटिन प्रोटीन के मूल में भी होता है।

संरचना
फ़ेरीहाइड्राइट केवल एक महीन सूक्ष्म कण और अत्यधिक दोषपूर्ण नैनोमटेरियल के रूप में उपस्तिथ है। एफएच के पाउडर एक्स-रे विवर्तन पैटर्न में इसकी सबसे अव्यवस्थित अवस्था में दो बिखरने वाले बैंड होते हैं, और इसकी सबसे क्रिस्टलीय अवस्था में अधिकतम छह सशक्त रेखाएं होती हैं। इन दो विवर्तन अंत-सदस्यों, जिन्हें सामान्यतः दो-लाइन और छह-लाइन फेरिहाइड्राइट्स नाम दिया गया है, इसके बीच मुख्य अंतर संवैधानिक क्रिस्टलाइट्स की बनावट है। छह-पंक्ति वाले रूप को 1973 में (आईएमऐ) अंतर्राष्ट्रीय खनिज संघ द्वारा नाममात्र रासायनिक सूत्र 5Fe2O3•9H2O के साथ खनिज के रूप में वर्गीकृत किया गया है। अन्य प्रस्तावित सूत्र Fe5HO8•4H2O और Fe2O3•2FeO(OH)•2.6H2O हैं। चूंकि, इसका सूत्र मौलिक रूप से अनिश्चित है क्योंकि इसकी जल सामग्री परिवर्तनशील है। दो-रेखा वाले रूप को हाइड्रस फेरिक ऑक्साइड (HFO) भी कहा जाता है।

फेरिहाइड्राइट की नैनोपार्टिकुलेट प्रकृति के कारण, संरचना कई वर्षों से मायावी बनी हुई है और अभी भी विवाद का विषय है।  एक्स-रे विवर्तन डेटा का उपयोग करते हुए ड्रिट्स एट अल ने 1993 में तीन घटकों के साथ छह-लाइन फेरिहाइड्राइट के लिए एक मल्टीफ़ेज़ संरचना मॉडल प्रस्तावित किया: (1) ऑक्सीजन के डबल-हेक्सागोनल स्टैकिंग के साथ दोष-मुक्त स्फटिक (एफ-चरण) और हाइड्रॉक्सिल परतें (एबीएसी अनुक्रम) और अव्यवस्थित ऑक्टाहेड्रल Fe अधिभोग, (2) छोटी दूरी की फेरोक्सीहाइट-जैसी (δ-FeOOH) संरचना के साथ दोषपूर्ण क्रिस्टलीय (डी-चरण), और (3) अधीनस्थ अल्ट्राडिस्पर्स हेमेटाइट (α-Fe2O3) वर्तन मॉडल की पुष्टि 2002 में न्यूट्रॉन विवर्तन द्वारा की गई है। और तीन घटकों को उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखा गया था।   एक्स-रे टोटल स्कैटरिंग डेटा के पेअर डिस्ट्रीब्यूशन फंक्शन (पीडीएफ) विश्लेषण के आधार पर, 2007-2010 में मिशेल एट अल., द्वारा फेरिहाइड्राइट और हाइड्रोमैघेमाइट दोनों के लिए एक एकल चरण मॉडल प्रस्तावित किया गया है। संरचनात्मक मॉडल, खनिज अकडालाइट (Al10O14(OH)2) के साथ आइसोस्ट्रक्चरल, में 20% टेट्राहेड्रली और 80% ऑक्टाहेड्रली समन्वित लोहा होता है। मंसू एट अल. 2014 में दिखाया गया कि ड्रिट्स एट अल मॉडल पीडीएफ डेटा के साथ-साथ मिशेल एट अल को भी पुन: प्रस्तुत करता है। मॉडल, और उन्होंने 2019 में सुझाव दिया कि टेट्राहेड्रल समन्वय इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखे गए मैग्हेमाइट और मैग्नेटाइट अशुद्धियों से उत्पन्न होता है।

सरंध्रता और पर्यावरण शोषक क्षमता
व्यक्तिगत नैनोक्रिस्टल के छोटे बनावट के कारण, एफएच नैनोपोरस है जो प्रति ग्राम कई सौ वर्ग मीटर के बड़े सतह क्षेत्र प्रदान करता है। उच्च सतह क्षेत्र और आयतन अनुपात के अतिरिक्त, एफएच में स्थानीय या बिंदु दोषों जैसे लटकते बांड और रिक्तियों का उच्च घनत्व भी है। ये गुण हरताल, लेड, फॉस्फेट और कार्बनिक अणुओं (जैसे, ह्यूमिक और फुल्विक एसिड) सहित कई पर्यावरणीय रूप से महत्वपूर्ण रासायनिक प्रजातियों को सोखने की उच्च क्षमता प्रदान करते हैं।   ट्रेस धातुओं और मेटलॉइड्स के साथ इसकी सशक्त और व्यापक वार्तालाप का उपयोग उद्योग में बड़े पैमाने पर जल शोधन संयंत्रों में किया जाता है, जैसे उत्तरी जर्मनी में और हिरोशिमा में शहर के पानी का उत्पादन करने के लिए, और छोटे पैमाने पर अपशिष्ट जल और भूजल को साफ करने के लिए, तथा उदाहरण के लिए औद्योगिक अपशिष्टों और पीने के पानी से आर्सेनिक को हटाया जा सकता है।   इसकी नैनोपोरसिटी और सोने के प्रति उच्च आकर्षण का उपयोग 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर CO के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के लिए एफएच-समर्थित नैनोसाइज्ड Au कणों को विस्तृत करने के लिए किया जा सकता है। छितरी हुई छह-लाइन फेरिहाइड्राइट नैनोकणों को उनकी स्थिरता बढ़ाने के लिए वेसिकुलर अवस्था में फंसाया जा सकता है।

मेटास्टेबिलिटी
फ़ेरीहाइड्राइट एक मेटास्टेबल खनिज है। एकत्रीकरण-आधारित क्रिस्टल विकास द्वारा इसे हेमेटाइट और गोइथाइट   जैसे अधिक क्रिस्टलीय खनिजों के अग्रदूत के रूप में जाना जाता है।  चूंकि, प्राकृतिक प्रणालियों में इसका परिवर्तन सामान्यतः इसकी सतह पर अवशोषित रासायनिक अशुद्धियों द्वारा अवरुद्ध होता है, उदाहरण के लिए सिलिका क्योंकि अधिकांश प्राकृतिक फेरिहाइड्राइट सिलिसियस होते हैं।

इसी प्रकार कम करने वाली परिस्थितियों में, जैसे कि चिकनी मिट्टी में पाए जाने वाले, या ऑक्सीजन की कमी वाले गहरे वातावरण में, और अधिकांशतः माइक्रोबियल गतिविधि की सहायता से, फेरिहाइड्राइट को हरे जंग, एक स्तरित डबल हाइड्रॉक्साइड (एलडीएच) में परिवर्तित किया जा सकता है, जिसे खनिज फौगेराइट के रूप में भी जाना जाता है। चूंकि, हरे जंग का वायुमंडलीय ऑक्सीजन के संपर्क में आना इसे वापस फेरिहाइड्राइट में ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त है, जिससे यह एक बहुत ही मायावी यौगिक बन जाता है।

यह भी देखें
दूसरों के बीच बेहतर क्रिस्टलीकृत और कम हाइड्रेटेड आयरन ऑक्सी-हाइड्रॉक्साइड हैं:
 * अकागनीते
 * फेरोक्सीहाइट
 * गोएथाइट
 * हेमाटाइट
 * लेपिडोक्रोसाइट
 * लिमोनाईट
 * मघेमाइट
 * मैग्नेटाइट