NMR分光法によるケイ酸塩ペロブスカイトの局所構造の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11304036
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 神崎 正美 岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (90234153)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 薛 献宇 岡山大学, 固体地球研究センター, COE研究員 ; 桂 智男 岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (40260666) ; 伊藤 英司 岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (00033259)
• Keywords: NMR分光法 / 高圧 / ケイ酸塩ペロブスカイト / 局所構造 / マントル

Research Abstract

本年度は本研究費により固体高分解能MAS NMR装置(Varian Unity Inova 400)を購入・設置した.調整のトラブルなどが導入初期にあったが,現在稼動している.最初にテストとしてパイロフィライトやアルミナで^1H,^<29>Si,^<27>Alについて測定を行ったが,所定の性能を十分発揮していることを確認した.現在Alを含むケイ酸塩ペロブスカイト合成の準備を開始したところで,試料が出来次第^<29>Siと^<27>Al MAS NMR測定を行う.
一方これと並行して,非経験的分子軌道法を使ってアルミノシリケート中の^<17>O,^<27>Al,29SiのNMR物性の予測を行った.これは得られたNMRスペクトルから局所構造を推定するために必要な計算であり,特に測定データの少ない^<17>Oスペクトルの解釈には必要不可欠である.アルミノシリケート中にはAl-O-Si,Si-O-Si,Al-O-Alおよび3配位酸素(トライクラスター)の酸素種が存在する可能性がある.後者2つはその存在がこれまで認められていなかったが,最近それらを検出したとする報告がある.これらの同定は必ずしも十分な裏付けがないため,我々はそれらの酸素種がどのようなNMR物性を持つか計算を行った.その結果トライクラスターについては他の酸素種と区別が困難であること,およびAl-O-Alについては十分区別が可能であることを示した.この結果は既に発表・印刷された.この計算自体は主に4配位のSi,Alについて行われたが,次年度はこれを6配位Si,Alに拡張して高圧相のNMR測定結果の解釈に役立てるつもりである.

Research Products

• [Publications] X.Xue and M.Kanzaki: "NMR characteristics of possible oxygen sites in aluminosilicate glasses and melts : an ab initio study"Jour.Phys.Chem.. B103. 10816-10830 (1999)
• [Publications] M.Kanzaki: "A computer simulation approach for the prediction of trace element partition between crystals and melt"in "Physics Meets Mineralogy", Cambridge University Press. (in press). (2000)