低温水熱反応によるSi-Al系低結晶性鉱物の生成機構

低温水热反应形成低晶硅铝矿物的机理

• 批准号: 10740253
• 负责人: 河野 元治
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740253/
• 关键词: 低結晶性鉱物; アロフェン; 風化; 合成; 火山ガラス; 溶解; 溶脱層; 非晶質; 二次生成物; 結晶化; ハロイサイト

Al-Si系溶液からの均一中和による低結晶性鉱物の生成について検討した。AlCl_3と珪酸ナトリウム溶液を用い,Si/Al=0.0〜3.0,0.02N塩酸,0.1M尿素を含む14種類の出発溶液を準備し、テ100℃24hrのエージングを行い生成物を得た。この生成物についてX栓回折分析(XRD),エネルギー分散X線分析(XRD),赤外線吸収分析(IR),透過電顕(TEM)観察によるキャラクタリゼーションと内部標準法による生成物の定量を行った.その結果、Al-Si系溶液から生成物はアロフェンを主体とし、溶液のSi/Al比の変化により、boehmite又はhydrous feldspathidを伴うことが明らかとなった。エージング過程での溶液のpH変化は最初の2〜3hrでほぼ中和に達し,その後はpH7〜8の一定値を保つ.一方生成物は溶液のpH上昇に伴いしだいに析出が進行し,そのSi/Al比は溶液の値とほぼ一致する.生成物の定量結果によると,アロフェンの生成率は溶液のSi/A比が0.6〜0.7の領域で最も高く,Si/A<0.6ではboehmite,Si/A>0.7ではhydrous feldspathidが同時に生成した.ここで合成されたアロフェンは,3.38,2.26,1.41ÅのブロードなXRDと960,560,420cm^<-1>のIR吸収を示し,直径30〜50Åの中空球状形態であることから,天然の風化環境で生成するアロフェンにきわめて近い構造をもつものと思われる。これらの結果はSi/Al=0.6〜0.7の領域でアロフェン構造が最も安定していることを示唆し,八面体Alサイトに1/4欠陥が存在することを示している.

Al-Si system solution is not uniform and neutral, so the formation of low-crystalline compounds is discussed. AlCl_3 and H_2SO_4 were used in the solution,Si/Al=0.0 ~ 3.0,0.02N H_2SO_4, 0.1M urea was used to prepare the solution containing 14 kinds of H_2SO_4, and the products were obtained at 100℃ for 24 hr. X-ray diffraction analysis (XRD), X-ray dispersion analysis (XRD), infrared absorption analysis (IR), transmission electron microscopy (TEM), and internal standard method were used to determine the quantity of the product. As a result, Al-Si system solution products are mainly composed of Si/Al ratio, boehmite and hydrogen eldspathid. The pH of the solution changes during the process. The initial 2 ~ 3hr is neutralized, and the pH value is maintained at a certain value of 7 ~ 8. A product is precipitated with an increase in the pH of the solution, and the Si/Al ratio is consistent with the solution value. The quantitative results of the products show that the yield of the products is the highest in the field of Si/A ratio of 0.6 ~ 0.7 in solution,Si/A<0.6 boehmite,Si/A>0.7 and hydrogen eldspawn is simultaneously formed. The IR absorption spectra of these compounds are XRD, 960, 560, 420cm, and 3.38, 2.26, and 1.41 nm<-1>, respectively. The hollow spherical morphology with a diameter of 30 ~ 50 nm is produced in natural weathering environment. The results show that the structure of octahedral Al with Si/Al=0.6 ~ 0.7 is the most stable one, and the octahedral Al with 1/4 is the most stable one.