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前人多采用不规则纳米颗粒来研究赤铁矿对环境污染物迁移转化的影响，且缺乏有效实验表征和理论计算手段，无法在原子层次上深入理解铁循环涉及的污染物吸附脱附、氧化还原及电子转移过程。我们提出可控合成出不同晶面暴露的赤铁矿纳米晶，利用扩展X射线吸收精细结构光谱、衰减全反射傅里叶红外光谱等现代表征技术，并结合密度泛函理论计算手段，系统地研究典型环境污染物在赤铁矿不同晶面上吸附/脱附和氧化还原以及电子转移过程，阐明赤铁矿晶面依赖的环境污染物吸附和转化特性，籍此在原子水平上揭示赤铁矿的环境效应，理解红壤中复杂的地球化学循环过程，阐明红壤中铁循环与污染物迁移转化之间的内在联系，并通过铁循环调控实现环境治理和修复。