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2018 年度 実績報告書

強磁場固体NMRを用いた可給態セシウムの化学状態解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07640
研究機関滋賀大学

研究代表者

徳田 陽明  滋賀大学, 教育学部, 教授 (30372551)

研究分担者 上田 義勝  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (90362417)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードNMR / 粘土 / 土壌 / 構造解析 / 機械学習
研究実績の概要

平成30年度は,主に次の点についての検討を行った。
[1]前年度に引き続き,構造解析の最適化を行った。特に粘土や土壌における吸着状態の解明に尽力した。セシウムの状態解析にはXAFS,電子顕微鏡,固体NMRなどが用いられる。今回使用した固体NMRに関して,我々のグループの先行研究によってより低配位数のものが低磁場側に,より高配位数のものが高磁場側にピークが現れることが分かっている。このことから,粘土や土壌中のセシウムの吸着状態の違いを解析することが出来ると考えた。粘土鉱物のイオン交換試料と再イオン交換試料のNMR測定を行ったところ,ピークの低磁場成分が粘土表面に吸着した水和セシウムイオン,高磁場成分が層間に吸着した水和セシウムイオンであることが示唆された。土壌中有機物の一つであるフミン酸のNMR測定結果によると,フミン酸には有機物に吸着した様々な環境下にあるセシウムが存在していると考えた。再イオン交換後は有機物に吸着していたセシウムが脱離し,フミン酸試料に少量含まれる鉱物表面に吸着しているセシウムが残っていると考えた。土壌のNMR測定によると,土壌中のセシウムは主に粘土鉱物中に吸着していると考えた。また,有機物含量が多い方が低磁場成分の割合が大きいことから,有機物含量が多いと表面に吸着した水和セシウムイオンの割合が大きいことが示唆された。
[2]実際に大豆を育てて栽培前後の土壌(根圏土壌)についてのNMR解析を行おうとした。平成30年度は猛暑や大雨があったため生育に異常が見られ,再現性のある結果を得ることができなかった。今後も引き続き検討を続けていく。
[3]栽培が不良であったため,当初計画に加えて機械学習を用いた構造解析情報の取り扱いについての検討を行った。ガウスカーネル法を用いて,多成分からなるモデル物質での取り扱いに成功した。本手法のこの研究の構造解析に応用していく。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Biotechnology and Landscape Architecture/Warsaw University of Life Sciences(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Biotechnology and Landscape Architecture/Warsaw University of Life Sciences
  • [学会発表] Nuclear magnetic resonance and X-ray diffraction analysis of Cs adsorption on clay minerals2018

    • 著者名/発表者名
      Yomei Tokuda, Yoshikatsu Ueda, Yutaro Norikawa, Takuya Danjo, Midori Umehara, Taigo Takaishi
    • 学会等名
      CEECHE2018
    • 国際学会
  • [学会発表] NMRを用いた構造解析について2018

    • 著者名/発表者名
      徳田陽明
    • 学会等名
      西日本ファインバブル研究会
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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