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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05266/
• 关键词: ハイドロキシアパタイト; 湿式沈殿法; X線回折; マンガン; 共沈; XAFS; 加水分解; 青色マンガン化合物; アパタイト; X線構造解析

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。

シ リ ア で 発 dug さ れ た cyan ビ ー ズ と homogenous の cyan matter を biology で す synthesis る こ と を purpose と し て, は じ め に, normal temperature often 圧 wet で ハ イ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト (HAp) の Shen Dian を synthesis condition の 検 line for を っ た. Nitrate カ ル シ ウ ム aqueous に ビ ュ レ ッ ト で リ ン acid water ア ン モ ニ ウ ム aqueous を drop し な が ら, colt 込 ピ ペ ッ ト で nitrate や NaOH を add し て, pH を 2, 6, 7, 8, 9, 10 に adjustment し synthetic line を っ て た Shen Dian は い ず れ も white で あ っ た. The products are <s:1> attracted ろ, then に air-dried, and the powder is X-ray folded で and set at を rows った. PH = 2 で は CaHPO4 · 2 h2o の み が み ら れ た が, pH = 6 above で HAp が generated し て い く と と も に し, pH = 9, 10 で は HAp の み が exist す る こ と が わ か っ た. Time に, nitric acid カ ル シ ウ ム aqueous に equivalent の salt chemical マ ン ガ ン を coexistence さ せ with others の way で Mn adding HAp を synthetic す る こ と を try み た. The product of HApと is different from な と and is brown であった. The products of the で で X-ray rewinding of the シャ <s:1> プなピ <s:1> が観 が観 cha されず, amorphous である とがわ った った った った った った った った った されず った った った った った った った った った った った った. そ こ で line, determination of Mn - L3 XAFS を っ た と こ ろ, products の マ ン ガ ン は 2 価 で, MnCl2 の form で Shen Dian に sorption し て お り, HAp の crystal structure in the の に は into っ て い な い こ と が わ か っ た. Small thin red で absorptivity が さ い MnCl2 が principal component で あ る に も か か わ ら ず, products が に brown color し た reason と し て, NaOH を add す る interstate の pH raised large に よ り HAp の generated よ り に Mn (OH) 2 first が generated し, soluble acid element に よ り Shen Dian surface が acidification を by け thick brown の MnOOH が generated し た Youdaoplaceholder2 とが tests えられた. HAp の form に は pH9-10 の salt basic に す る necessary が あ る た め, こ の coexistence マ ン ガ ン の hydrolytic decomposition と そ れ に よ る water acidification イ オ ン owe lack を anti ぎ な が ら HAp が form す る を 検 future synthesis conditions for す る. ま た こ れ と に, at the same time マ ン ガ ン が HAp の crystal structure に replacement し さ ら に cyan を show す る よ う の synthesis を な material, high temperature dry の be 験 や ゾ ル ゲ ル method な ど う beg を 検 line.

项目成果

沼子 千弥、林 実貴子、佐藤 遼太朗、宣 冬陽、鮮 樹輝、寺内 美裕

沼子千也、林干子、佐藤龙太郎、冬世信、孙重树、寺内义宏

• 发表时间: 2022
• 作者: 第58回X線分析討論会