本论文研究了尖晶石型铁酸盐捕获金属离子(Co2+，Ga3+)的过程、原理和规律。在100℃以下的水溶液条件下，以不同的原料液的混合方式对过程的影响为主线，探讨了各种工艺条件下Co-取代的铁酸盐、计量比的铁酸钴、Ga-取代的铁酸盐和整比的镓铁酸盐的生成过程、机理、离子取代方式以及尖晶石结构中的阳离子分布等特性。在水热条件下，研究了FeOOH在FeSO4，CoSO4-NH3-H2O体系向磁铁矿的转化过程中，尖晶石型铁酸盐结构捕集Co2+的规律以及Zn-FeOOH在碱溶液-FeSO4-H2O体系中向磁铁矿的转化和Zn2+的溶出规律。综合起来，共得到以下几个方面的应用突出创新成果：　　 在室温母体铁酸盐Fe3O4的的生成过程研究中，通过跟踪各种条件下Fe3O4以及副产物Fe(III)的氧化物的生成情况，结合生成过程中取样样品的XRD分析和FT-IR谱图分析得出了室温Fe3O4的生成机理：在适合的温度、pH值和氧化速率下，Fe3O4主要通过中间体绿锈生成，但当体系环境不能满足绿锈的生成，或者即使生成了绿锈，由于氧化速率很快绿锈转化成Fe(III)的氧化物，这种条件下产物Fe3O4的生成主要是靠Fe(II)在Fe(III)的氧化物颗粒表面的吸附来完成。本项研究给出了室温母体铁酸盐各种工艺条件下系统的机理方面的结论，为实际应用提供了有力的理论依据。　　 从实际应用的角度出发，研究了初始溶液中Fe/Co比值R、温度、空气氧化速率以及pH值等主要的工艺常数对室温下Co2+进入尖晶石结构的速率和程度的影响，结合过程中的氧化一还原电位(ORP)和产物的化学分析、XRD以及IR等光谱分析对结果给出了合理的解释。为捕获与铁共存的Co2+的实际应用提供有力的借鉴。　　 从Co取代的铁酸盐磁性材料的室温合成出发，研究了两种不同的原料液的混合方式(即normal pH regulation procedure和reverse pH regulation procedure，分别对应将沉淀剂NaOH滴加到一定浓度Fe2+和Co2+的混合溶液中和将Fe2+，Co2+的混合溶液滴加到NaOH溶液中)对材料生成过程的影响。结果表明：两种不同的原料液的混合方式下，都能生成纯相的Co取代的铁酸盐的球形颗粒，但过程的机理却互不相同。本论文通过各条件下反应过程取样样品的XRD和FT-IR分析，提出了两条件下各自机理，并结合不同Co含量产物的Mossbauer谱深化了机理的结论。同时，通过对不同Co含量的样品的化学成分以及Mossbauer谱分析得出Co取代尖晶石结构中的铁的规律，包括取代方式和进入尖晶石结构的位置。　　 低pH值(pH=3)条件下合成的FeOOH在FeSO4，CoSO4-NH3-H2O体系向磁铁矿的转化过程中，尖晶石型铁酸盐结构捕集Co2+的规律以及Zn-FeOOH在碱溶液-FeSO4-H2O体系中向磁铁矿的转化和Zn2+的溶出规律，这一研究为既实现铁与其它金属离子的分离又得到磁铁矿这种最后产物提供了一条新的思路。　　 在60℃条件下合成计量整比的铁酸钴的研究中，结合产物的XRD光谱、磁化曲线和Mossbauer光谱，探讨了两种不同的原料液的混合方式和初始溶液中Fe2+/Fe3+比值对产物的颗粒大小和磁性特征的影响。　　 在三价、两性的Ga取代的铁酸盐的100℃以下的水溶液合成研究中，依旧从不同原料液的混合方式入手，探讨了四种不同的原料液的混合方式下产物的物相和形貌。结果表明，与Co取代的铁酸盐的情况不同，其中只有一种原料液的混合方式在室温到90℃的温度范围内都能生成纯相的球形的铁酸盐颗粒。借助反应过程取样样品的XRD谱图推测出过程中可能经过绿锈，只不过这种Ga取代的绿锈在加热的N2条件下就能转化成铁酸盐；通过研究两种完全相反的方式下Ga进入尖晶石结构的限度随温度的变化规律发现，初始原料液的混合方式不仅影响产物的物相和形貌，同时，Ga进入尖晶石结构的限度随温度的变化液呈完全相反的规律；应用不同Ga含量的样品的磁性分析、化学成分分析和Mossbauer谱分析得出Ga取代铁的规律。　　 应用X射线衍射峰强度的计算方法(R因子法)计算了100℃以下的水溶液氨介质中合成的Zn(Ga，Fe)2O4固融体的阳离子分布。结果表明，在多元的铁酸盐的尖晶石结构中，单个离子优先占据哪个位置并不是只由此离子本身的半径或电荷或自身其它的因素决定，还很大程度上受第三种离子介入的影响。