蛍光分光XAFSによる環境中クロム・ヒ素・鉛等微量有毒元素の研究

利用荧光光谱XAFS研究环境中微量铬、砷、铅等有毒元素

• 批准号: 14740401
• 负责人: 泉 康雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740401/
• 关键词: 鉛; ヒ素; 微量元素; 有毒元素; XAFS; 蛍光スペクトル; ナノ粒子; 層状化合物; 環境; コロイド

14年度に引き続き、層間FeO(OH)ナノ粒子による微量ヒ素吸着除去の研究を行なった。水溶液中FeO(OH)ナノ粒子を0-25重量%鉄相当でモンモリロナイト層間に導入した場合、高比表面積α-FeO(OH)による飽和ヒ素吸着量(文献)に依然劣った(吸着剤重量あたりで比較)。イオン交換Fe-モンモリロナイトは最大鉄重量%が2.8[Fe^<3+>/(Na^++2Ca^<2+>)=1/2.9]と低いため、やはり文献値に劣った。そこで、過剰量のFe^<3+>をモンモリロナイト層間に分散させた状態で水酸化ナトリウム処理する(HIPI法:Hydrolysis of Inserted Positive Ions)と、イオン交換サイト(原子状)〜ナノ粒子挿入の場合との中庸サイズのナノ粒子を形成できた。鉄重量14.0%まで安定に含浸された。このFe-モンモリロナイトヘのAs^V飽和吸着量はα-FeO(OH)についての文献値ベストの6倍となった。As^<III>飽和吸着量は文献値ベストの半分であったが、吸着平衡定数が比較的大きく、環境規制の点で実際に問題になるppbレベル濃度での吸着においては逆に文献値に優った。このHIPI法によるFe-モンモリロナイトをFe K端X線吸収微細構造(EXAFS)で調べると、上記FeO(OH)ナノ粒子を挿入した場合に見られた、比較的遠いFe…Fe結合が観察されなかった。これはナノ粒子の配位不飽和度の高さを示しており、極度に大きい飽和吸着ヒ素量の主要因と考えられる。上記それぞれのFe-モンモリロナイトについて50ppb-16ppmのAs^<III>,As^V吸着状態をAs K端蛍光分光XAFSで観察すると、いずれもAsO_2(O_<surface>)_2種と帰属された。

In 2004, the study of adsorption and removal of trace element in FeO(OH) particles between layers was carried out. FeO(OH) particles in aqueous solution 0-25 wt % iron equivalent to the introduction of high specific surface area α-FeO(OH) saturated adsorption capacity (literature) is still inferior (adsorption weight comparison). The maximum iron weight % is 2.8[Fe^<3+>/(Na^++2Ca ^<2 +>)=1/2.9]. Fe^<3+>14.0% by weight of iron. The saturation adsorption capacity of As^V is 6 times higher than that of α-FeO(OH). As a result, <III>the saturation adsorption amount is higher than the literature value, the adsorption equilibrium value is higher than the literature value, and the environmental regulation point is higher than the literature value. The HIPI method is used to detect Fe-Fe binding in the presence of FeO(OH) particles. The main reason for the high coordination unsaturation of these particles is that they are extremely saturated. The above notes indicate that the Fe-2 (O_ )_2 species are present in the range of 50ppb-16ppm <III>As_2 (O_)_2 and As_2 (O_<surface>)_2.

项目成果

Yasuo Izumi, Dilshad Masih, Yoshimi Seida: "Structure of Arsenic on Iron-Montmorillonite from 50-200 ppb Solution by XAFS Utilizing Fluorescence Spectrometry"SPring-8 User Experiment Report 2003A. 11. 78 (2003)

Yasuo Izumi、Dilshad Masih、Yoshimi Seida：“利用荧光光谱法通过 XAFS 分析 50-200 ppb 溶液中砷在铁蒙脱土上的结构”SPring-8 用户实验报告 2003A。

Yasuo Izumi, Fumitake Kiyotaki, Takatoshi Minato, Dilshad Masih, Yoshimi Seida: "Monitoring Trace Amounts of Lead and Arsenic Adsorption by X-ray Absorption Fine Structure Combined with Fluorescence Spectrometry"Physica Scripta. XAFS 12 Topical issue(印刷中)

Yasuo Izumi、Fumitake Kiyotaki、Takatoshi Minato、Dilshad Masih、Yoshimi Seida：“通过 X 射线吸收精细结构与荧光光谱法相结合监测痕量铅和砷吸附”Physica Scripta 12 专题（出版中）。

泉 康雄, 清瀧史貴, 清田佳美: "含鉄・マグネシウム層状複水酸化物への環境条件での微量鉛吸着構造の研究"触媒. 44・6. 447-449 (2002)

泉康雄、清泷文隆、清田吉美：“环境条件下含铁镁层状双氢氧化物吸附微量铅的结构研究”，催化剂44・6。

Yasuo Izumi, Fumitaka Kiyotaki, Taketoshi Minato, Yoshimi Seida: "X-ray Absorption Fine Structure (XAFS) Combined with Fluorescence Spectrometry for Monitoring Trace Amounts of Lead Adsorption in the Environmental Conditions"Analytical Chemistry. 74. 3819

Yasuo Izumi、Fumitaka Kiyotaki、Taketoshi Minato、Yoshimi Seida：“X 射线吸收精细结构 (XAFS) 与荧光光谱法相结合，用于监测环境条件下痕量铅吸附”分析化学。

Yasuo Izumi: "Monitoring Trace Amounts of Lead and Arsenic Adsorption in the Environmental Conditions by X-ray Absorption Fine Structure Combined with Fluorescence Spectrometry"SPring-8 Research Frontiers 2003. 6(印刷中). (2004)

Yasuo Izumi：“通过 X 射线吸收精细结构结合荧光光谱法监测环境条件下的痕量铅和砷吸附”SPring-8 研究前沿 2003. 6（印刷中）。