セリウムの化学種と安定同位体比の解析に基づく精密な酸化還元指標の確立と地球史研究

基于铈化学物种和稳定同位素比分析的精确氧化还原指示剂的建立和地球历史研究

• 批准号: 22244070
• 负责人: 高橋 嘉夫
• 金额: $ 17.06万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22244070/
• 关键词: 希土類元素; セリウム; 同位体; XAFS; 価数; マンガン酸化物

地球科学試料の希土類元素 (REE) パターンに現れるセリウム (Ce) 異常は、地球の過去の酸化還元状態 (paleoredox) を知り、地球大気の進化を議論する上で重要な地球化学的指標である。しかしこのCe異常が、どの程度の酸化還元状態に厳密に対応するかは不明で、続成作用の影響も受けると報告されており、現状ではCe異常を用いた地球の古環境の推定には、その定量的な意味づけという点で限界がある。本研究では、様々な酸化還元環境においてCe異常が生じる素過程を先端的なX線吸収微細構造 (XAFS) 法などにより明らかにし、Ce異常の生成過程と様々な酸化還元環境の対応を物理化学的に追及することを目的とする。またこのような素過程の研究から、Ce安定同位体比の変動が、Ce異常を生じるいくつかの化学反応を反映することが期待されるので、この点を室内実験から明らかにすることを目的とする。本年は、Ce同位体比の測定のために、希土類元素の混合溶液からCeを分離する方法を開発した。これまで、Ln resinというリン酸エステル系の分離カラムを用いて、塩酸系でCeを分離する手法を最適化した。さらに、バクテリア細胞表面に希土類元素が吸着した場合や、マンガン酸化物および水酸化鉄に希土類元素が吸着した場合に、Ce異常の程度がどうなるかやCe(IV)/Ce(III)比がどう変化するか、などを調べた。これらのことから、Ceがマンガン酸化物に吸着する際にCeの酸化が起きることや、水酸化鉄への吸着の際にもCe異常が現れる場合があることを明らかにした。しかし後者の場合、酸化剤は酸素である可能性もあり、今後の検討がさらに必要である。

Rare earth element (REE) anomalies in geoscience samples are important geochemical indicators for understanding the past acidification state of the earth and for discussing the evolution of the earth's atmosphere. The degree of acidification of Ce anomaly is unknown, the influence of its formation is reported, and the present situation of Ce anomaly is used to estimate the paleoenvironment of the earth, and the quantitative significance is limited. In this study, the process of generating Ce anomaly in acidified environment was studied by X-ray absorption microstructure (XAFS) method. A study of the chemical reaction process of Ce stable isotope ratio, Ce anomaly generation, Ce stable isotope ratio, Ce stable isotope ratio, Ce stable isotope This year, a method for the determination of Ce isotope ratio and separation of Ce from mixed solutions of rare earth elements was developed. Optimization of the separation method of the acid system The Ce(IV)/Ce(III) ratio of rare earth elements adsorbed on the surface of cells was adjusted to a higher degree than that of Ce(IV)/Ce(III). When Ce is acidified, Ce is acidified and Ce is acidified. When Ce is acidified, Ce is acidified and Ce is acidified. In the latter case, acidification is possible, and future investigations are necessary.

项目成果

分子地球化学:XAFSによる化学種解析に基づく地球化学・環境化学的研究

分子地球化学：基于使用 XAFS 进行化学物种分析的地球化学和环境化学研究

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Aoki;K.Liu;F.L.Gu;Y.Takahashi;T.Kato;高橋嘉夫;A. Imamura and Y. Aoki;R.Hatakeyama;Y. Aoki;高橋嘉夫
• 通讯作者: 高橋嘉夫

A specific Ce oxidation process during sorption of rare earth elements on biogenic Mn oxide produced by Acremonium sp strain KR21-2

• DOI: 10.1016/j.gca.2010.07.010
• 发表时间: 2010-10-01
• 期刊: GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA
• 影响因子: 5
• 作者: Tanaka, Kazuya;Tani, Yukinori;Ohnuki, Toshihiko
• 通讯作者: Ohnuki, Toshihiko

EXAFS study on the cause of enrichment of heavy REEs on bacterial cell surfaces

• DOI: 10.1016/j.gca.2010.07.001
• 发表时间: 2010-10-01
• 期刊: GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA
• 影响因子: 5
• 作者: Takahashi, Yoshio;Yamamoto, Mika;Tanaka, Kazuya
• 通讯作者: Tanaka, Kazuya