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青色マンガン(V,VI)リン酸化合物の合成とキャラクタリゼーション

磷酸蓝锰(V,VI)化合物的合成与表征

基本信息

批准号：
22K05266
负责人：
沼子千弥
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

シリアで発掘された青色ビーズと同質の青色物質を非生物系で合成することを目的として、はじめに、常温常圧・湿式でハイドロキシアパタイト（HAp)の沈殿を合成条件の検討を行った。硝酸カルシウム水溶液にビュレットでリン酸水素アンモニウム水溶液を滴下しながら、駒込ピペットで硝酸やNaOHを添加して、pH を 2, 6, 7, 8, 9, 10 に調整して合成を行った沈殿はいずれも白色であった。生成物は吸引ろ過後に風乾し、粉末X線回折で同定を行った。pH = 2ではCaHPO4・2H2Oのみがみられたが、pH = 6以上でHApが生成していくとともに減少し、pH = 9, 10ではHApのみが存在することがわかった。次に、硝酸カルシウム水溶液に当量の塩化マンガンを共存させ同様の方法でMn添加HApを合成することを試みた。HApと異なり生成物は褐色であった。しかし生成物ではX線回折のシャープなピークが観察されず、非晶質であることがわかった。そこで、Mn-L3 XAFS測定を行ったところ、生成物中のマンガンは２価で、MnCl2の形で沈殿に吸着しており、HApの結晶構造の中には入っていないことがわかった。薄赤色で吸光係数が小さいMnCl2が主成分であるにもかかわらず、生成物が褐色に呈色した理由として、NaOHを添加する際のpH増大によりHApの生成より先にMn(OH)2が生成し、溶存酸素により沈殿表層が酸化を受け濃褐色のMnOOHが生成したことが考えられた。HApの形成にはpH9-10の塩基性にする必要があるため、この共存マンガンの加水分解とそれによる水酸化物イオン欠乏を防ぎながらHApが形成する合成条件を今後検討する。またこれと同時に、マンガンがHApの結晶構造に置換しさらに青色を呈するような物質の合成法を、乾式の高温実験やゾルゲル法など検討を行う。

A study of the synthesis conditions of homogeneous cyan substances in abiotic systems, such as those under normal temperature, normal pressure and wet conditions. Nitric acid and NaOH are added to nitric acid aqueous solution and pH is adjusted to 2, 6, 7, 8, 9, 10. The product is air-dried after suction, and the powder X-ray is folded back to the same position. pH = 2, pH = 6, pH = 9, pH = 10, pH = 10, pH = 1 In addition, the nitric acid solution was prepared by the method of Mn addition and HAp synthesis. Hap The product is X-ray reflection, amorphous, etc. Mn-L3 XAFS determination, product in the form of MnCl2 in the sink adsorption, HAp in the crystal structure The absorbance coefficient of thin red is small, MnCl2 is the main component, the product is brown, the pH is increased when NaOH is added, Mn(OH)2 is formed, dissolved acid is acidified, MnOOH is formed. The basic conditions for HAp formation are discussed in the future. The crystal structure of HAp is replaced by cyan. The synthesis method of substances is discussed. The high temperature method is discussed.