非晶質構造解析による地球表層に分布するポリアモルファス物質の実態解明

通过非晶结构分析阐明分布在地球表面的多非晶材料的实际状态

基本信息

批准号：
20K04124
负责人：
興野純
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

非晶質炭酸マグネシウム(AMC)の結晶化過程における構造変化を，PDF法およびXAFS法を用いて調べた．AMCは，20, 60, 80 ℃で，nesquehonite (NSQ)，dypingite (DYP)，hydromagnesite (HMG)に結晶化する．熱分析の結果，AMCに含まれる水分子の量は，合成した温度とともに減少する傾向を示し，この傾向は結晶相と同じであった．本研究では，まず20, 60, 80℃で合成したAMCの非晶質構造を調べた．PDF解析から，20，60，80℃で生成したAMCの近距離構造には温度依存性がなく，その構造がHMGの短距離秩序構造と同一であることが明らかになった．続いて，水溶液中でAMCからNSQに結晶化する過程で，水溶液中のアルカリ金属イオンがNSQの結晶化にどのような影響を及ぼすかについて調べた．Na2CO3，K2CO3，Rb2CO3，Cs2CO3の4種類の異なる水溶液を作成しAMCを合成した．実験の結果，Na2CO3，K2CO3を出発物質に用いた水溶液からはAMCから容易にNSQに結晶化したが，Rb2CO3，Cs2CO3を用いた水溶液からは，NSQの結晶化が抑制されることが分かった．また，PDF解析の結果から，AMCが沈殿直後の非晶質構造とNSQ結晶化直前のAMCの非晶質構造では，それぞれが異なる構造（AMC-I構造とAMC-II構造）であることが示され，これによってAMCが結晶化する過程では少なくとも異なる2種類の非晶質構造が存在した．最後に，炭酸マグネシウム水和物の熱分解の過程で出現するAMCの構造について調べた．実験の結果，NSQとDYPには，熱分解過程ではAMC-I構造を持つAMCが出現するのに対し，HMGでは，AMC-IともAMC-IIとも異なる第三の非晶質構造（AMC-III構造）が出現することが明らかになった．

使用 PDF 和 XAFS 方法研究了无定形碳酸镁 (AMC) 结晶过程中的结构变化。 AMC 在 20、60 和 80 °C 时结晶成三水菱镁矿 (NSQ)、二水菱镁矿 (DYP) 和水菱镁矿 (HMG)。热分析表明，随着合成温度的升高，AMC中所含的水分子数量呈减少趋势，这一趋势与晶相的变化趋势相同。在本研究中，我们首先研究了在 20、60 和 80°C 下合成的 AMC 的非晶结构。 PDF分析表明，在20、60和80°C生成的AMC的短程结构不具有温度依赖性，并且该结构与HMG的短程有序结构相同。接下来，在水溶液中将AMC结晶为NSQ的过程中，我们研究了水溶液中的碱金属离子如何影响NSQ的结晶。 AMC 通过制备 Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3 和 Cs2CO3 四种不同的水溶液来合成。实验结果表明，以Na2CO3和K2CO3为起始原料的AMC很容易从水溶液中结晶成NSQ，但以Rb2CO3和Cs2CO3为起始原料的水溶液中NSQ的结晶受到抑制。另外，PDF分析的结果表明，刚刚析出之后的AMC的非晶结构和即将NSQ结晶之前的AMC的非晶结构具有不同的结构(AMC-I结构和AMC-II结构)，这表明至少有两种不同的类型。 AMC的结晶过程中存在非晶结构。最后，我们研究了碳酸镁水合物热分解过程中出现的AMC的结构。实验结果表明，在NSQ和DYP中，热分解过程中出现了具有AMC-I结构的AMC，而在HMG中，出现了与AMC-I和AMC-II都不同的第三种非晶结构（AMC-I）。 .III结构）被发现出现。

项目成果

期刊论文数量（33）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Structure changes of nanocrystalline mackinawite under hydrothermal conditions: formation of greigite and its structural properties

水热条件下纳米晶硅藻土的结构变化：镁镁石的形成及其结构性质

DOI：
10.2465/jmps.210418
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0.7
作者：
Yoshinari Sano; Atsushi Kyono
通讯作者：
Atsushi Kyono

炭酸マグネシウム水和物鉱物の結晶化および脱水プロセスにおける構造変化

碳酸镁水合物矿物结晶和脱水过程中的结构变化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
興野純;山本弦一郎;岡田慧;米田安宏;松下能孝
通讯作者：
松下能孝

磁鉄鉱の酸化プロセス: マグヘマイト（γ-Fe2O3）の空孔秩序転移

磁铁矿的氧化过程：磁赤铁矿（γ-Fe2O3）中的空位级转变

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
杵渕伊吹;興野純
通讯作者：
興野純

In situ observation of the phase transition behavior of shocked baddeleyite.

冲击斜锆石相变行为的原位观察。

DOI：
10.1029/2020gl089592
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
5.2
作者：
Sota Takagi; Atsushi Kyono; Shunsuke Nozawa; Nobuaki Kawai; Koji Inukai; Ryo Fukaya; Nobumasa Funamori; Shin‐ichi Adachi; Kouhei Ichiyanagi
通讯作者：
Kouhei Ichiyanagi

熱水環境下における硫化鉄ナノ粒子の構造変化プロセス

水热环境中硫化铁纳米粒子的结构变化过程