Maghemitas sintéticas substituídas com Al foram caracterizadas por meio de análise química total, difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia Mössbauer (EM) e magnetometria de amostra vibrante (MAV). Objetivou-se com este trabalho determinar as propriedades estruturais, magnéticas e hiperfinas de γ-Fe2-xAl xO3, conforme a variação da concentração de Al.Os resultados de DRX dos produtos sintéticos foram indexados somente para maghemita. Com o aumento da substituição de Fe por Al, o diâmetro médio do cristalito diminuiu e levou todos os picos de difração para maiores ângulos º2θ. A dimensão a0 da cela unitária cúbica decresceu com o aumento de Al, de acordo com a equação a o = 0,8385 - 3,63 x 10-5 Al (R²= 0,94). A maioria dos espectros Mössbauer foi composta de um sexteto, mas na taxa mais alta de substituição de 142,5 mmol mol-1 Al um doubleto e sexteto foram obtidos a 300 K. Todos os parâmetros hiperfinos do subespectro foram consistentes com o alto spin Fe3+ (0,2 a 0,7 mms-1) e sugeriram um forte componente superparamagnético associado com o dubleto. O campo magnético hiperfino dos sextetos decresceram com a substituição de Al [Bhf (T) = 49,751 -0,1202Al; R² = 0,94], enquanto as larguras da linha aumentaram de forma linear. A magnetização de saturação também diminuiu com o aumento da substituição isomórfica.

Synthetic aluminum-substituted maghemites were characterized by total chemical analysis, powder X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy (ME), and vibrating sample magnetometry (VSM). The aim was to determine the structural, magnetic, and hyperfine properties of γ-Fe2-xAl xO3 as the Al concentration is varied. The XRD results of the synthetic products were indexed exclusively as maghemite. Increasing Al for Fe substitution decreased the mean crystalline dimension and shifted all diffraction peaks to higher º2θ angles. The a0 dimension of the cubic unit cell decreased with increasing Al according to the equation a o = 0.8385 - 3.63 x 10-5 Al (R²= 0.94). Most Mössbauer spectra were composed of one sextet, but at the highest substitution rate of 142.5 mmol mol-1 Al, both a doublet and sextet were obtained at 300 K. All hyperfine parameters from the sub-spectra were consistent with high-spin Fe3+ (0.2 a 0.7 mms-1) and suggested a strong superparamagnetic component associated with the doublet. The magnetic hyperfine field of the sextets decreased with the amount of Al-substitution [Bhf (T) = 49.751 - 0.1202Al; R² = 0.94] while the linewidth increased linearly. The saturation magnetization also decreased with increasing isomorphous substitution.

A maghemita (g-Fe2O3) é um óxido de Fe ferrimagnético comumente encontrado em solos Vermelho-Escuros derivados de rochas basálticas. Os graus variáveis de substituição isomórfica de Fe3+ por diferentes metais (por exemplo, Ti4+, Al3+, Mg2+, Zn2+ e Mn2+) e não-metais, na estrutura da maghemita, influenciam algumas características cristaloquímicas deste óxido de Fe. Maghemitas sintéticas substituídas com Zn foram preparadas por meio de co-precipitação em meio aquoso alcalino contendo FeSO4.7H2O e quantidades crescentes de ZnSO4.7H2O, para dar origem a uma contínua sucessão de substituição de Fe3+ por Zn2+, nas seguintes proporções: 0,0, 0,025, 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 e 0,30 mol mol-1. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações cristaloquímicas de maghemitas sintéticas substituídas com Zn. Após a síntese, o precipitado preto formado foi aquecido a 250 °C durante 4 h, formando uma maghemita de cor marrom, que foi caracterizada por análise química, difração de raios X (DRX), área superficial específica e suscetibilidade magnética. Os níveis de substituição isomórfica observados foram de 0,0013, 0,0297, 0,0590, 0,1145, 0,1764, 0.2292 e 0,3404 mol mol-1, formando uma série de maghemitas de Fe2Zn0O3 até Fe1,49Zn0,770O3. O incremento da substituição de Fe3+ por Zn2+ [Zn mol mol-1] aumentou a dimensão a0 da cela unitária cúbica da maghemita, de acordo com a equação de regressão: a0 = 0,8343 + 0,02591Zn (R² = 0,98). Por outro lado, o diâmetro médio do cristalito e a suscetibilidade magnética das maghemitas estudadas diminuíram com o aumento da substituição isomórfica.

Maghemite (g-Fe2O3) is the most usually found ferrimagnetic oxide in red basalt-derived soils. The variable degrees of ionic substitution of Fe3+ for different metals (e.g. Ti4+, Al3+, Mg2+, Zn2+, and Mn2+) and non-metals in the maghemite structure influence some cristallochemical features of this iron oxide. In this study, synthetic Zn-substituted maghemites were prepared by co-precipitation in alkaline aqueous media of FeSO4.7H2O with increasing amounts of ZnSO4.7H2O to obtain the following sequence of Fe3+ for Zn2+ substitutions: 0.0, 0.025, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, and 0.30 mol mol-1. The objective of this work was to evaluate the cristallochemical alterations of synthetic Zn-substituted maghemites. The dark black synthetic precipitated material was heated to 250 °C during 4 h forming a brownish maghemite that was characterized by chemical analysis as well as X ray diffraction (XRD), specific surface area and mass-specific magnetic susceptibility. The isomorphic substitution levels observed were of 0.0013, 0.0297, 0.0590, 0.1145, 0.1764, 0.2292 and 0.3404 mol mol-1, with the formation of a series of maghemites from Fe2Zn0O3 to Fe(1.49)Zn(0.770)O3 . The increase in Fe3+ for Zn2+ substitution, [Zn mol mol-1] increased the dimension a0 of the cubic unit cells of the studied maghemites according to the regression equation: a0 = 0.8343 + 0.02591Zn (R² = 0.98). On the other hand, the mean crystallite dimension and mass-specific magnetic susceptibility of the studied maghemites decreased with increasing isomorphic substitution.