微生物機能により合成されたマンガン酸化物に対するレアアース元素の選択吸着

微生物作用合成的锰氧化物选择性吸附稀土元素

• 批准号: 21656230
• 负责人: 平島 剛
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656230/
• 关键词: マンガン酸化物; 吸着; 重金属イオン; レアアース; バイオミネラリゼーション

申請者らが単離したマンガン酸化真菌Paraconiothyrium sp.WL-2 strainにより合成されたマンガン生体鉱物それ自身は、低結晶性層状バーネサイトに近い。自然界ではこの生物酸化の過程で、種々の重金属やレアアースを取り込み、バーネサイトに対する単純な吸着ではなく、共沈や共吸着に近い現象が起きている。それにより、単純な吸着以上の重金属取り込み量が得られており、微生物が合成した低結晶性層状バーネサイト中の空隙のサイト数が多く、Mn(III)含有率が低いほど、重金属やレアアースの取り込み量が大きくなることをEXAFS解析より明らかにした。また微生物機能に由来した低結晶性層状バーネサイトを焼成したものからLiイオンシーブを合成することができ、同一合成条件では、微生物機能に由来した低結晶性層状バーネサイトは、化学的に合成されたその他種々のマンガン酸化鉱物と比較しても、効率の高いリチウムイオンシーブを合成する出発物質であることがわかった。これらについては地球化学分野では世界最大規模の国際学会Goldschmidt 2011 (Prague,Czech Republic)にて成果発表を予定している。自然界におけるマンガン堆積環境には原生動物が多数みられ、マンガンを酸化する真菌や細菌との捕食関係が推定される。微生物機能により合成された比較的低結晶性のマンガン酸化物であっても、その結晶性の高い部分にレアアースなどの稀元素は比較的高い含有量を示した。これは、酸化の過程で規則的に取り込む機構が起きていることを示唆している。これらについては、the 25^th International Applied Geochemistry Symposium (Rovaniemi,Finland)にて成果発表を予定している。

申请人分离的锰氧化真菌Paraconiothyrium sp.WL-2菌株合成的锰生物矿物本身接近于低结晶层状水钠锰矿。在自然界中，各种重金属和稀土在这种生物氧化过程中被吸收，而不是简单地吸附到水钠锰矿上，而是发生类似于共沉淀或共吸附的现象。结果，吸收的重金属量比通过简单吸附获得的量要多。EXAFS 分析表明，吸收量有所增加。此外，还发现，由煅烧的源自微生物功能的低结晶层状水钠锰矿可以合成Li离子筛，并且在相同的合成条件下，可以由各种其他化学合成的水钠锰矿合成源自微生物功能的低结晶层状水钠锰矿。与其他锰氧化物矿物相比，该材料是合成锂离子筛的起始材料，效率较高。我们计划在 Goldschmidt 2011（捷克共和国布拉格）上展示我们的成果，这是地球化学领域世界上最大的国际会议。在自然界的锰沉积环境中发现了许多原生动物，推测它们与氧化锰的真菌和细菌存在捕食关系。即使在通过微生物作用合成的结晶度相对较低的锰氧化物中，高结晶度部分也显示出相对较高的稀土元素含量。这表明氧化过程中发生了常规的吸收机制。我们计划在第 25 届国际应用地球化学研讨会（芬兰罗瓦涅米）上展示我们的结果。

项目成果

Elemental and Mineralogical Characterization of Iron-Manganese Nodules in Several Zonal Soils of China

中国几个地带性土壤铁锰结核的元素和矿物学特征

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc.4th International Symposium of Global COE
• 作者: Qianqian YU;Fan LIU;Keiko SASAKI
• 通讯作者: Keiko SASAKI

Effect of Crystallographic Factors of Mn Oxides on Sorption of Co^<2+> Ions

Mn氧化物晶体学因素对Co^<2>离子吸附的影响

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc.4th International Symposium of Global COE
• 作者: Takuya KASEYAMA;Keiko SASAKI;Tsuyoshi HIRAJIMA
• 通讯作者: Tsuyoshi HIRAJIMA

Selective Sorption of Ce^<3+> over La^<3+> ion on Biogenic Manganese Oxides

生物锰氧化物上 Ce^<3> 相对于 La^<3> 离子的选择性吸附

• 发表时间: 2009
• 期刊: Advanced Materials Research 71-73
• 作者: Keiko SASAKI;Takuya KASEYAMA;Tsuyoshi HIRAJIMA
• 通讯作者: Tsuyoshi HIRAJIMA

島根県三辺温泉におけるマンガン堆積物へのマンガン酸化バクテリア・真菌の寄与

岛根县御部温泉锰氧化细菌和真菌对锰矿床的贡献

• 发表时间: 2010
• 作者: Yoshitaka Uejima;Atsushi Sakamoto;Keiko SASAKI;Tsuyoshi HIRAJIMA、Junichiro Ishibashi
• 通讯作者: Tsuyoshi HIRAJIMA、Junichiro Ishibashi

島根県三瓶温泉におけるマンガン堆積環境の生成への微生物の寄与

微生物对岛根县三平温泉锰沉积环境形成的贡献

• 发表时间: 2010
• 作者: 上島佳貴;阪本篤史;笹木圭子;平島剛;石橋純一郎
• 通讯作者: 石橋純一郎