水・酸化物界面における陰イオン表面化学種(スペシエーション)のその場分光観察

• 研究課題/領域番号: 20740315
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 福士 圭介 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (90444207)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 表面化学種 / その場全減衰反射赤外分光法 / 表面錯体モデリング / フェリハイドライト / 酸化物 / 硫酸 / ヨウ素酸 / ヨウ化物イオン / TR-FTIR / モノハイドロカルサイト / リン酸 / ATR-FTIR / ヨウ素酸イオン / ヒ酸

研究概要

表面錯体モデリング手法とその場赤外分析の併用から、様々な水質環境における水-酸化物界面における陰イオン化学種分布の検討を行った。ヨウ化物イオンは幅広い水質条件で、酸化物に外圏錯体を形成して吸着することが認められた。ヨウ素酸イオンは鉄・アルミニウム酸化物に対して内圏錯体および外圏錯体を形成することが認められた。硫酸イオンはフェリハイドライトに対して内圏錯体により吸着することが認められた。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphate sorption on monohydrocalcite. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yagi, S., Fukushi, K
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 106 ページ: 109-113
  • NAID: 130005054342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of the effects of organic and carbonate buffers on arsenate and phosphate adsorption on a goethite-based granular porous adsorbent. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu, M., Young T.M., Fukushi, K., Sverjensky, D., Green, P.G., Darby, J.L.
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 45 ページ: 561-568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of the effects of organic and carbonate buffers on arsenate and phosphate adsorption on a goethite-based granular porous adsorbent. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu, M.Young T.M., Fukushi, K.Sverjensky, D.Green, P.G., Darby, J.L.
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 巻: 45 ページ: 561-568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of nano-sized boehmites for optimum phosphate sorption. (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.Kasama, T.Fukushi, K.Ikoma, T.Komatsu, Y.Tanaka, J.Moriyoshi, Y., Yamada, H.
  • 雑誌名: Separation Science and Technology 巻: 46 ページ: 818-824
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of iodate adsorption and surface speciation on oxides by surface complexation modeling. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagata T, Fukushi, K.
  • 雑誌名: Geochimica etCosmochimica Acta 74 ページ: 6000-6013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-bentonite interactions in the Kawasaki bentonite deposit, Zao area, Japan. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, K., Sugiura, T., Morishita, T., Takahashi, Y., Hasebe, N., Ito, H.
  • 雑誌名: Applied Geochemistry 25 ページ: 1120-1132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-bentonite interactions in the Kawasaki bentonite deposit, Zao area, Japan. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, K.Sugiura, T.Morishita, T.Takahashi, Y.Hasebe, N., Ito, H.
  • 雑誌名: Applied Geochemistry 巻: 25 ページ: 1120-1132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of iodate adsorption and surface speciation on oxides by surface complexation modeling. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagata T, Fukushi, K.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 74 ページ: 6000-6013
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鉱物による無機陰イオン種の吸着に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 雑誌名: 若石鉱物科学 巻: 39 ページ: 19-25
  • NAID: 10025996582
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鉱物による無機陰イオン種の吸着に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 雑誌名: 岩石鉱物科学 39 ページ: 19-25
  • NAID: 10025996582
• [雑誌論文] Extended Triple Layer Modeling of Arsenate and Phosphate Adsorption on A Goethite-based Gracular Porous Adsorbent (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu M, Young T, Fukushi K, Green P, Darby J
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of iodide adsorption on oxides by surface complexation modeling with spectroscopic confirmation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nagata, T., Fukushi, K., Takahashi Y.
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 332 ページ: 309-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水-鉱物相互作用の素過程としてみた吸着反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 雑誌名: 粘土科学 48 ページ: 82-91
• [雑誌論文] Prediction of iodide adsorption on oxides by surface complexation modeling with spectroscopic confirmation (2009)
  • 著者名/発表者名: Nagata, T. Fukushi, K. and Takahashi Y.
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 332 ページ: 309-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transformation kinetics of monohydrocalcite to aragonite in aqueous solution. (2008)
  • 著者名/発表者名: Munemoto, T., Fukushi, K.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 103 ページ: 345-349
  • NAID: 10022079497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transformation kinetics of monohydrocalcite to aragonite in aqueous solution (2008)
  • 著者名/発表者名: Munemoto, T. and Fukushi, K.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 203 ページ: 345-349
  • NAID: 10022079497
  • 査読あり
• [雑誌論文] 粘土によるイオン吸着のモデリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 雑誌名: 粘土科学 47 ページ: 93-103
• [雑誌論文] 酸化物による無機陰イオンの吸着-吸着実験による巨視的吸着挙動とその場分光分析による微視的表面錯体構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 雑誌名: 粘土科学 47 ページ: 121-158
  • NAID: 110006990308
• [学会発表] Arsenate and phosphate removal by fixed-bed adsorbers packed with a goethite-based adsorbent : Effects of water quality and operating conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu M, Young TM, Fukushi K, Green PG, Darby JL
  • 学会等名: 241st ACS National meeting
  • 発表場所: Anaheim, USA
• [学会発表] Extended triple layer modeling arsenate adsorption on a nanostructured goethite-based granular porous adsorbent in the presence of major co-existing ions (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu M, Young TM, Fukushi K, Green PG, Darby JL
  • 学会等名: 241st ACS National meeting
  • 発表場所: Anaheim, USA
• [学会発表] モノハイドロカルサイトによるリン酸の取り込み (2010)
  • 著者名/発表者名: 八木新大朗・福士圭介
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 水溶液中における酸化マグネシウムの相変化挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢部太章・福士圭介・伊藤弘志
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 鉄を含む溶液によるベントナイト変質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川優介・杉浦朋典・福士圭介・森下知晃
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 瑞浪超深地層研究所における地球化学的研究-地下施設建設が周辺環境へ与える影響の把握- (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野崇・福士圭介・Abdelgawad M.bdelrahaman・竹内真司・渡辺邦夫
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 先進的表面錯体モデリングによる酸化物への陰イオン吸着挙動の予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 学会等名: 日本地球化学会第57回年会
  • 発表場所: 立正大学(埼玉)(奨励賞受賞講演)
• [学会発表] Prediction of Iodine (I- and IO3-)Adsorption and Surface Speciation onOxides by Surface Complexation Modeling (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K. Nagata T., Takahashi Y
  • 学会等名: Goldschmidt2010
  • 発表場所: Knoxville, USA
• [学会発表] Mineralogy of long drill core from Darhad Basin in Northern Mongolia (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K, Fuchizaki M, Hasebe N, Kashiwaya K
  • 学会等名: The 8th international symposium on Environmental Processes of East Eurasia
  • 発表場所: Kunming, China
• [学会発表] In situ ATR-FTIR observation of sulfate on ferrihydrite (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoyama K, Fukushi K
  • 学会等名: Present Earth Surface Processes and Histrical Environmental Changes in East Asia
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Approaches to estimate alteration age and temperature of bentonite (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada H, Hasebe N, Fukushi K, Hasebe A, Arai S
  • 学会等名: Present Earth Surface Processes and Histrical Environmental Changes in East Asia
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Arsenate removal by monohydrocalcite (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K, Sakai M., Munenoto T
  • 学会等名: Present Earth Surface Processes and Histrical Environmental Changes in East Asia
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] モノハイドロカルサイトによるリン酸の取り込み (2010)
  • 著者名/発表者名: 八木新大朗・福士圭介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年年会
  • 発表場所: 島根大学
• [学会発表] ATR-FTIRによるフェリハイドライト表面における硫酸吸着反応のその場観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青山和樹・福士圭介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年年会
  • 発表場所: 島根大学
• [学会発表] 酸化物へのモリブデン酸吸着の表面錯体モデリング (2010)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介・Dimitri A.Sverjensky
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年年会
  • 発表場所: 島根大学
• [学会発表] Extended Triple Layer Modelによるフェリハイドライトへの硫酸吸着挙動の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青山和樹・福士圭介
  • 学会等名: 日本地球化学会第57回年会
  • 発表場所: 立正大学
• [学会発表] 先進的表面錯体モデリングによる酸化物への陰イオン吸着挙動の予測(奨励賞受賞講演) (2010)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 学会等名: 日本地球化学会第57回年会
  • 発表場所: 立正大学(招待講演)
• [学会発表] 水溶液中における酸化マグネシウムの相変化挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢部太章・福士圭介・伊藤弘志
  • 学会等名: 第54回粘土科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 鉄を含む溶液によるベントナイト変質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川優介・杉浦朋典・福士圭介・森下知晃・大橋竜太郎
  • 学会等名: 第54回粘土科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] ベントナイトの変質年代決定の試み (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田浩史・長谷部徳子・福士圭介・田村明弘
  • 学会等名: 第54回粘土科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] シュベルトマナイトによるヒ素吸着に及ぼす腐植物質の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡道隆・木戸良介・高松裕美・福士圭介・汲田幹夫・川西琢也
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] Surface Speciation of Sulfate at Mineral-Water Interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoyama K., Fukushi K.
  • 学会等名: Goldschmidt2010
  • 発表場所: Knoxville, USA
• [学会発表] Prediction of Iodine (I- and IO3-) Adsorption and Surface Speciation on Oxides by Surface Complexation Modeling (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K.Nagata T., Takahashi Y
  • 学会等名: Goldschmidt2010
  • 発表場所: Knoxville, USA
• [学会発表] Formation and Stability of Monohydrocalcite (2010)
  • 著者名/発表者名: Munemoto T., Fukushi K.
  • 学会等名: Goldschmidt2010
  • 発表場所: Knoxville, USA
• [学会発表] Prediction of arsenate and phosphate adsorption on goethite-based granular porous adsorbent using the extended triiple layer model (ETLM) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu M, Young TM, Fukushi K, Green PG, Darby JL
  • 学会等名: 239th ACS National meeting
  • 発表場所: San Francisco
• [学会発表] Effects of carbonate on adsorption and mobility of arsenate near the maximum contaminated level (MCL) on a goethite-based porous adsorbent (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu M, Young TM, Fukushi K, Green PG, Darby JL
  • 学会等名: 239th ACS National meeting
  • 発表場所: San Francisco
• [学会発表] Arsenate uptake by monohydrocalcite (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K.Sakai M., Munemoto T.(招待講演)
  • 学会等名: Joint Conference of NIMS International Workshop on Photocatalysis and Environmental Remediation Materials 2010 & 3rd Japan-China Symposium on Advanced Potocatalytic Materials
  • 発表場所: 物質・材料研究機構(茨城県)
• [学会発表] 水-フェリハイドライト界面における硫酸の表面化学種分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青山和樹・福士圭介・永田貴洋
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ (千葉県)
  • 年月日: 2009-05-17
• [学会発表] モノハイドロカルサイトによるヒ酸の取り込み (2009)
  • 著者名/発表者名: 酒井実・宗本隆志・福士圭介
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ (千葉県)
  • 年月日: 2009-05-17
• [学会発表] 地球表層での水-鉱物相互作用におよぼす吸着の重要性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 学会等名: 鉱物科学会2009年年会
  • 発表場所: 北海道大学(奨励賞受賞講演)
• [学会発表] 水-鉱物相互作用の素過程としてみた吸着反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 学会等名: 第53回粘土科学討論会
  • 発表場所: 岩手大学(シンポジウム基調講演)
• [学会発表] Surface Speciation of Sulfate at a Mineral/Water Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoyama K, Nagata T, Fukushi K
  • 学会等名: Present Earth Surface Processes and Histrical Environmental Changes in East Asia
  • 発表場所: 台北・台湾
• [学会発表] モノハイドロカルサイトによるヒ酸の取り込み (2009)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介・酒井実・宗本隆志・横山由佳・高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本地球化学会第56回年会
  • 発表場所: 広島大学 (広島県)
• [学会発表] 表面錯体モデリングによる酸化物へのIO3-吸着の予測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永田貴洋・福士圭介・高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本地球化学会第56回年会
  • 発表場所: 広島大学 (広島県)
• [学会発表] 水・フェリハイドライト界面における硫酸の表面スペシエーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 青山和樹・福士圭介・永田貴洋
  • 学会等名: 日本地球化学会第56回年会
  • 発表場所: 広島大学 (広島県)
• [学会発表] 地球表層での水-鉱物相互作用におよぼす吸着の重要性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介(受賞講演)
  • 学会等名: 鉱物科学会2009年年会
  • 発表場所: 北海道大学 (北海道)
• [学会発表] 水-鉱物相互作用の素過程としてみた吸着反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介(招待講演)
  • 学会等名: 第53回粘土科学討論会
  • 発表場所: 岩手大学 (岩手県)
• [学会発表] Surface Speciation of Sulfate at a Water-Ferrihydrite Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoyama K.Nagata T.Fukushi K.
  • 学会等名: Goldschmidt2009
  • 発表場所: Davos, Switzerland
• [学会発表] Prediction of Iodine Adsorption on Oxides by Surface Complexation Modeling with Spectroscopic Confirmation (2009)
  • 著者名/発表者名: Nagata T.Fukushi K.Takahashi Y
  • 学会等名: Goldschmidt2009
  • 発表場所: Davos, Switzerland
• [学会発表] Surface speciation of sulfate on ferrihydrite-aqueous solution interface (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K. Aoyama K. and Naaata T.
  • 学会等名: 5rd Japan-Korea-China International Work shop
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 2008-10-07
• [学会発表] Alteration kinetics of monohydrocalcite to aragonite in aqueous solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: Munemoto T. and Fukushi K.
  • 学会等名: 5rd Japan-Korea-China International Workshop
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 2008-10-07
• [学会発表] Prediction of iodide adsorption on oxides by surface complexation modeling with spectroscopic confirmation (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagata T. Fukushi K. and Takahashi Y.
  • 学会等名: 5rd Japan-Korea-China International Workshop
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 2008-10-07
• [学会発表] 水-フェリハイドライト界面における吸着硫酸イオンの表面化学種分布 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介・青山和樹・永田貴洋
  • 学会等名: 日本地球化学会第55回年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 表面錯体モテリングによる酸化物へのI-吸着の予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田貴洋・福士圭介・高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本地球化学会第55回年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] モノハイドロカルサイトの安定性 : モノハイドロカルサイトの相変化速度に及ぼすリン酸の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宗本隆志・福士圭介
  • 学会等名: 第52回粘土科学討論会
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] フェリハイドライトによるヨウ素吸着の表面錯体モデリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田貴洋・福士圭介・高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2008-05-29
• [学会発表] モノハイドロカルサイトの生成と安定性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宗本隆志・福士圭介
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2008-05-29
• [学会発表] Formation, stability and interaction with anionic species of monohydrocalcite found in the sediments in lake Hovsgol (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K. Munemoto T. Sakai M. Fukumoto H. and Kashiwaya K.
  • 学会等名: The 7^<th> International Symposium on Terre strial Environmental Changes in East Eur asia and Adjacent Areas
  • 発表場所: Ulaanbaatar-Hatgal, Mongolia
  • 年月日: 2008-05-23
• [図書] 粘土ハンドブック第三版 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日本粘土学会編(分担執筆)
  • 出版者: 技報堂出版
• [産業財産権] リン回収剤及びそれを用いた排水の浄化方法 (2010)
  • 発明者名: 福士圭介・八木新大朗
  • 権利者名: 国立大学法人金沢大学
  • 産業財産権番号: 2010-174259
  • 出願年月日: 2010-08-03
• [産業財産権] ヒ素収着材 (2009)
  • 発明者名: 福士圭介・酒井実・宗本隆志
  • 権利者名: 国立大学法人金沢大学
  • 産業財産権番号: 2009-017367
  • 出願年月日: 2009-01-28
• [産業財産権] ヒ素収着材及びヒ素汚染物質の浄化方法 (2009)
  • 発明者名: 福士圭介・酒井実・宗本隆志
  • 権利者名: 金沢大学
  • 出願年月日: 2009-01-25
  • 外国