超微粒子化による水酸化鉄の結晶構造変化

• 研究課題/領域番号: 24740352
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 興野 純 筑波大学, 生命環境系, 講師 (40375431)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: フェリハイドライト / ヘマタイト / ナノ鉱物 / PDF法 / 相転移 / 粒径サイズ / Ferrihydrite / ナノ粒子 / 粒径変化 / 原子対分布関数（PDF）法 / TEM

研究概要

本研究は，原子対分布関数（PDF）法を用いて，フェリハイドライトの粒径増加によるヘマタイトへの相転移するメカニズムを解明するために行った．X線全散乱測定の結果，粒径サイズが3.5 ～4.0 nmからそれ以上に増加すると，ヘマタイトに相転移する．単位格子は，粒径サイズの増加とともにa軸，b軸長が減少し体積が減少する．このことから，フェリハイドライトは，FeO4四面体を含む6員環が収縮することで，FeO4四面体周囲の酸素原子間距離が短くなり，FeO4四面体からFeO6八面体への配位数変化が起こり， FeO4四面体がすべてFeO6八面体に変化することでヘマタイトに相転移している．

研究成果

• [雑誌論文] Ab initio quantum chemical investigation of arsenic sulfide molecular diversity from As4S6 and As4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 40 ページ: 717-731
  • NAID: 120007130248
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure phase transitions of Fe3-xTixO4 solid solution up to 60 GPa correlated with electronic spin transition (2013)
  • 著者名/発表者名: Takamitsu Yamanaka, Atsushi Kyono, Yuki Nakamoto, Yue Meng, Svetlana Kharlamova, Victor V. Struzhkin, Ho-kwang Mao
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 98 ページ: 736-744
  • 査読あり
• [雑誌論文] The influence of the Jahn-Teller-effect at Fe^<2+> on the structure of chromite at high pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono, Stephen A. Gramsch, Takamitsu Yamanaka, Daijo Ikuta, Muhtar Ahart, Bjorn O. Mysen, Ho-kwang Mao, Russell J. Hemley
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 39 ページ: 131-141
  • NAID: 120007130716
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure Raman spectroscopic studies of ulvospinel Fe2TiO4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono, Muhtar Ahart, Takamitsu Yamanaka, Stephen Gramsch, Ho-kwang Mao, Russell Hemley
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 96 ページ: 1193-1198
  • 査読あり
• [学会発表] The Jahn-Teller-effect on the cuprospinel (CuFe2O4) at high pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono, Yuki Nakamoto, Masafumi Sakata
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA(MR31A-2254)
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] 高圧下でのスピネル構造におけるヤーン・テーラー効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 興野純, 中本有紀, 坂田雅文
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] 第一原理計算による硫化ヒ素分子の構造多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 興野純
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2013-05-20
• [学会発表] 高圧下でのスピネル構造におけるヤーン・テーラー効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 興野 純，中本 有紀，坂田 雅文
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] The Jahn-Teller-effect on the cuprospinel (CuFe2O4) at high pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono; Yuki Nakamoto; Masafumi Sakata
  • 学会等名: American Geophysical Union
  • 発表場所: The Moscone Center, USA
• [学会発表] 第一原理計算による硫化ヒ素分子の構造多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 興野 純
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] A phase transition between hematite and ferrihydrite by particle size change (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono, Yuki Nishimiya
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA(MR23A-2396)
  • 年月日: 2012-12-05
• [学会発表] 粒径サイズ変化に伴うヘマタイト-フェリハイドライト相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 興野純, 西宮ゆき
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] As-S分子は何種類存在するか (2012)
  • 著者名/発表者名: 興野純
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Crystal structure refinement of ferrihydrite using atomic pair distribution function (PDF) analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono, Yuki Nishimiya, Yutaro Yoshigami
  • 学会等名: European Mineralogical Conference
  • 発表場所: Frankfurt, Germany(EMC2012-84)
  • 年月日: 2012-09-03
• [学会発表] フェリハイドライトの原子対分布関数(PDF)法による結晶構造精密化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 興野純, 西宮ゆき, 由上優太郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] High-pressure single-crystal and powder synchrotron X-ray diffraction studies of spinels (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kyono, Takamitsu Yamanaka
  • 学会等名: BIT's 1st Annual Conference and EXPO of AnalytiX 2012
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] High-pressure rhombohedral Fe2SiO4 and structure change with spin state (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, T., Kyono, A., Nakmoto, Y., Kharlamova, S., Struzhkin, V.V., Mao, H., Hemley, R.J.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張国際会議場，千葉
• [学会発表] フェリハイドライトの原子対分布関数（PDF）法による結晶構造精密化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 興野純，西宮ゆき，由上優太郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張国際会議場，千葉
• [学会発表] Crystal structure refinement of ferrihydrite using atomic pair distribution function (PDF) analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyono, A., Nishimiya, Y., Yoshigami, Y.
  • 学会等名: European Mineralogical Conference
  • 発表場所: フランクフルト，ドイツ
• [学会発表] Correlation between structure transition and electron spin state of earth's interiors under high pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, T., Kharlamova, S., Kyono, A., Nakamoto, Y., Struzhkin, V.V., Mao, H., Hemley, R.J.
  • 学会等名: European Mineralogical Conference
  • 発表場所: フランクフルト，ドイツ
• [学会発表] 粒径サイズ変化に伴うヘマタイト‐フェリハイドライト相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 興野純，西宮ゆき
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 京都大学理学部，京都
• [学会発表] As-S分子は何種類存在するか？ (2012)
  • 著者名/発表者名: 興野純
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 京都大学理学部，京都
• [学会発表] A phase transition between hematite and ferrihydrite by particle size change (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyono, A., Nishimiya, Y.
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ，アメリカ
• [備考]
  • URL: http://www.geol.tsukuba.ac.jp/~mineralogy_web/kyono_HP/index.html
• [備考] 興野研究室HP
  • URL: http://www.geol.tsukuba.ac.jp/~mineralogy_web/kyono_HP/index.html
• [備考] Atsushi Kyono Web page
  • URL: http://www.geol.tsukuba.ac.jp/~mineralogy_web/kyono_HP/index.htmlAtsushi