2019 Fiscal Year Research-status Report
Understanding of soil physics phenomena of Imogolite-humic substances complex from a standpoint of colloid and interface science
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17K15343
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山下 祐司 筑波大学, 生命環境系, 助教 (30543227)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イモゴライト / 腐植物質 / 凝集分散 / 沈降 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，中空繊維状粘土鉱物であるイモゴライトへの腐植物質の吸着挙動，次いでイモゴライトと腐植物質の複合体の表面荷電特性と濡れ性，さらに複合体懸濁液の凝集分散特性とレオロジー特性を実証的に解明することで，有機物を含む火山灰土壌の理工学的性質を界面科学的観点から包括的に整理することで ある。
本年度は、イモゴライトそのものの凝集分散特性と沈降特性を明らかにするための実験をおこなった。イモゴライトは酸性条件で分散，中性からアルカリ条件で凝集沈降することは広く知られているものの、コロイド安定性の重要因子である塩濃度依存性が明らかにされていなかった。そこで本年度は、塩濃度とpHを系統的に変化させた溶液条件におけるイモゴライトの凝集分散判定および凝集領域における沈降挙動を評価した。また、これら凝集分散を決定づける電気泳動移動度の測定もおこなった。NaCl濃度1, 10 ,100 mMの３条件において、pHを4-10で変化させた溶液条件において、イモゴライトの凝集分散判定をおこなったところ、その境目となるpH（以下、臨界凝集pH）は塩濃度が増加するにしたがって減少した。すなわち、酸性側にシフトした。この挙動はコロイド安定性理論と整合することが確認された。また、すべてのNaCl濃度条件において、臨界凝集pH近傍においてかさ高い沈殿物（水位の９割程度）が生じ、それ以上のpHでは最終沈降体積がほぼ一定となる（水位の2-3割程度）ことが見出された。このことから、臨界凝集pH付近の凝集速度は遅く、それ以上のpHでは一定であることが推測された。これらの結果は、イモゴライト-腐植複合体の諸特性を評価するベースとなるだけでなく、イモゴライトそのもののコロイド化学的特性の新たな知見となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の報告において、純粋なイモゴライト懸濁液は透明であるため凝集分散や沈降の様子を目視で確認できないことが課題であるとした。そこで本年度は試行錯誤の上、高強度光を照射することでイモゴライト凝集体を白濁物質として目視できることを見出し、その凝集分散判定や沈降挙動を捉えることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度においては、これまで得られた実験結果を解析し、その結果を学術論文として公表する。
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| Causes of Carryover |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが，研究計画に変更はなく，前年度の研究費も含めて当初予定通り の計画を進めていく。
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Research Products
(2 results)
