非晶質構造解析による地球表層に分布するポリアモルファス物質の実態解明

通过非晶结构分析阐明分布在地球表面的多非晶材料的实际状态

基本信息

批准号：
20K04124
负责人：
興野純
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

非晶質炭酸マグネシウム(AMC)の結晶化過程における構造変化を，PDF法およびXAFS法を用いて調べた．AMCは，20, 60, 80 ℃で，nesquehonite (NSQ)，dypingite (DYP)，hydromagnesite (HMG)に結晶化する．熱分析の結果，AMCに含まれる水分子の量は，合成した温度とともに減少する傾向を示し，この傾向は結晶相と同じであった．本研究では，まず20, 60, 80℃で合成したAMCの非晶質構造を調べた．PDF解析から，20，60，80℃で生成したAMCの近距離構造には温度依存性がなく，その構造がHMGの短距離秩序構造と同一であることが明らかになった．続いて，水溶液中でAMCからNSQに結晶化する過程で，水溶液中のアルカリ金属イオンがNSQの結晶化にどのような影響を及ぼすかについて調べた．Na2CO3，K2CO3，Rb2CO3，Cs2CO3の4種類の異なる水溶液を作成しAMCを合成した．実験の結果，Na2CO3，K2CO3を出発物質に用いた水溶液からはAMCから容易にNSQに結晶化したが，Rb2CO3，Cs2CO3を用いた水溶液からは，NSQの結晶化が抑制されることが分かった．また，PDF解析の結果から，AMCが沈殿直後の非晶質構造とNSQ結晶化直前のAMCの非晶質構造では，それぞれが異なる構造（AMC-I構造とAMC-II構造）であることが示され，これによってAMCが結晶化する過程では少なくとも異なる2種類の非晶質構造が存在した．最後に，炭酸マグネシウム水和物の熱分解の過程で出現するAMCの構造について調べた．実験の結果，NSQとDYPには，熱分解過程ではAMC-I構造を持つAMCが出現するのに対し，HMGでは，AMC-IともAMC-IIとも異なる第三の非晶質構造（AMC-III構造）が出現することが明らかになった．

使用PDF和XAFS方法研究了结晶过程中碳酸镁（AMC）的结构变化。 AMC在20、60和80°C时结晶成nesquehonite（NSQ），Dypingite（dyp）和Hydromagnesite（HMG）。热分析表明，AMC中包含的水分子量往往随温度合成而降低，并且这种趋势与晶相中的趋势相同。在这项研究中，我们首先研究了在20、60和80°C时合成的AMC的无定形结构。 PDF分析表明，在20、60和80°C下产生的AMC的短距离结构与温度依赖性不依赖，并且该结构与HMG的短距离有序结构相同。接下来，我们研究了水溶液中的碱金属离子如何影响NSQ在水溶液中从AMC到NSQ结晶过程中NSQ的结晶。制备了四种不同的水溶液：Na2CO3，K2CO3，RB2CO3和CS2CO3以合成AMC。实验表明，使用NA2CO3和K2CO3作为起始材料的水溶液很容易从AMC结晶成NSQ，但是使用RB2CO3和CS2CO3的水溶液阻止了NSQ的结晶。此外，PDF分析的结果表明，在NSQ结晶之前，AMC沉淀后的无定形结构和AMC的无定形结构立即具有不同的结构（AMC-I和AMC-II结构），并且在AMC结晶过程中至少存在两种不同的无定形结构。最后，我们研究了在碳酸镁水合物热解过程中出现的AMC的结构。该实验表明，在NSQ和DYP中，具有AMC-I结构的AMC在热解过程中出现，而在HMG中，出现了与AMC-I和AMC-III结构不同的第三个无定形结构（AMC-III结构）。

项目成果

期刊论文数量（33）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In situ observation of the phase transition behavior of shocked baddeleyite.

冲击斜锆石相变行为的原位观察。

DOI：
10.1029/2020gl089592
发表时间：
2020
期刊：
Geophysical Research Letters
影响因子：
5.2
作者：
Sota Takagi;Atsushi Kyono;Shunsuke Nozawa;Nobuaki Kawai;Koji Inukai;Ryo Fukaya;Nobumasa Funamori;Shin‐ichi Adachi;Kouhei Ichiyanagi
通讯作者：
Kouhei Ichiyanagi

グレイガイト(Fe3S4)の生成とその構造特性

黑云母（Fe3S4）的形成及其结构特征

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sota Takagi;Atsushi Kyono;Shunsuke Nozawa;Nobuaki Kawai;Koji Inukai;Ryo Fukaya;Nobumasa Funamori;Shin‐ichi Adachi;Kouhei Ichiyanagi;Nishiyasu Wataru，Kyono Atsushi;興野純，山本弦一郎，岡田慧，米田安宏，松下能孝;興野純，長谷川拓紀，岡田慧;杵渕伊吹，興野純;佐野喜成，興野純
通讯作者：
佐野喜成，興野純

Crystal structure of nesquehonite, MgCO3・3(H,D)2O by neutron diffraction, Raman spectroscopy, and thermal analysis

通过中子衍射、拉曼光谱和热分析研究三水锰矿、MgCO3·3(H,D)2O 的晶体结构

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sota Takagi;Atsushi Kyono;Shunsuke Nozawa;Nobuaki Kawai;Koji Inukai;Ryo Fukaya;Nobumasa Funamori;Shin‐ichi Adachi;Kouhei Ichiyanagi;Nishiyasu Wataru，Kyono Atsushi;興野純，山本弦一郎，岡田慧，米田安宏，松下能孝;興野純，長谷川拓紀，岡田慧;杵渕伊吹，興野純;佐野喜成，興野純;興野純，杵渕伊吹;一柳光平，髙木壮大，川合伸明，興野純，深谷亮，足立伸一，野澤俊介;髙木壮大，一柳光平，興野純，川合伸明，野澤俊介，尾崎典雅，瀬戸雄介，奥地拓生，新田蒼真，岡田慧，宮西宏併，末田敬一，富樫格，薮内俊毅;杵渕伊吹，興野純，佐野喜成;山本弦一郎，興野純，阿部淳，佐野亜沙美，服部高典
通讯作者：
山本弦一郎，興野純，阿部淳，佐野亜沙美，服部高典

Structural evolution of gypsum (CaSO4·2H2O) during thermal dehydration

石膏（CaSO4·2H2O）热脱水过程中的结构演化