無機イオン性結晶の生成およびその阻害機構の研究

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1.炭酸カルシウムの各多形へのアルカリ土壌金属イオンの分配。マグネシウムイオンの炭酸カルシウムへの分配は地球化学的見地から非常に重要な課題であり、数多くの研究、調査が行われている。しかし、これらの研究のほとんどは、最も安定で多量に存在するカルサイト(方解石)に関するものであり、他の多形についての基礎的デ-タ-はほとんど得られていない。本研究においてはまず、熱力学的および速度論的手法により、炭酸カルシウムの生成、転移の機構を解明した。これらの結果より、アルカリ土類金属イオンの分配の機構論的解明には、すべての多形の炭酸カルシウムへの分配平衡を調べる必要のあることが明かとなった。本研究においては、さらに、炭酸カルシウムの多形である。不定形炭酸カルシウム、バテライト、アラゴナイトおよび二種類のカルサイトのすべてに対する、マグネシウムイオンおよびストロンチウムイオンの分配平衡を調べ、そのその分配定数を決定した。これらの結果により、マグネシウムの分配比はおもに、マグネシウムイオンから配位水分子の脱離速度によって決定されることが分かった。またマグネシウムイオンによるカルサイト生長阻害もこの機構に従うことも明らかとなった。ここで得られたカルサイト以外の多形のデ-タ-はこれまでほとんど報告が無く、特に不定形炭酸カルシウムは、当研究グル-プによって始めて合成確認されたものである。2.リン酸化合物の吸着。リン酸化合物は炭酸カルシウムをはじめ、多くの無機イオン性結晶の生長阻害剤として働き、広く工業的にも応用されている。それにもかかわらず、その基礎的研究はほとんどなされていない。本研究においては、数種のポリリン酸、アミノポリリン酸吸着平衡を調べた。表面分析、表面電位測定の結果との比較検討により、結晶への吸着および取り込み機構を明らかにした。