準安定炭酸塩鉱物の水溶液中における相転移挙動のその場分光観察

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23654184
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 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, 准教授 (90444207)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 含水カルシウム炭酸塩 / モノハイドロカルサイト / 非晶質炭酸カルシウム / その場赤外分光観察 / マグネシウム

研究概要

アモルファス炭酸カルシウムやモノハイドロカルサイトのような含水カルシウム炭酸塩は生体鉱物や環境指標物質として重要である。一方これらの鉱物は準安定相であり、極めて速やかに無水炭酸塩鉱物に変質する短命な種であることが知られている。本研究ではこれら含水カルシウム炭酸塩鉱物の生成条件と安定性を詳細な室内合成実験と、その場赤外分光観察により検討した。その結果、含水カルシウム炭酸塩鉱物の生成条件と安定性には溶液中のマグネシウムが重要な役割を果たすことを定量的に明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Surface complexation modeling for sulfate adsorption on ferrihydrite consistent with in-situ infrared spectroscopic observations (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, K. Aoyama, K. Yang, C. Kitadai, N. and Nakashima, S.
  • 雑誌名: Applied Geochemistry 巻: 36 ページ: 92-103
  • DOI: 10.1016/j.apgeochem.2013.06.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation condition of monohydrocalcite from CaCl2-MgCl2-Na2CO3 solutions (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, R. Munemoto, T. and Fukushi, K.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 100 ページ: 217-231
  • DOI: 10.1016/j.gca.2012.09.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Removal of phosphate from solution by adsorption and precipitation of calcium phosphate onto monohydrocalcite (2012)
  • 著者名/発表者名: Yagi, S. and Fukushi, K.
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: 384 ページ: 128-136
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2012.06.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] アルカリ環境で生成するCa-CO3-Mg系準安定相とその地球化学的意義 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西山理沙・宗本隆志・福士圭介
  • 雑誌名: 月刊地球 巻: 34 ページ: 168-172
• [雑誌論文] Phosphate sorption on monohydrocalcite (2011)
  • 著者名/発表者名: Yagi, S. and Fukushi, K.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 106 ページ: 109-113
  • DOI: 10.2465/jmps.101021a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monohydrocalcite : A promising remediation material for hazardous anions (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, K. Munemoto, T. Sakai, M. and Yagi, S.
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 12 ページ: 064702
  • DOI: 10.1088/1468-6996/12/6/064702
  • 査読あり
• [学会発表] Let's use metastable geomaterials in environmental protection : An intelligent geotechnology learnt from natural processes (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T. and Fukushi K.
  • 学会等名: The 23nd V.M. Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 20130826-30
  • 招待講演
• [学会発表] In-situ infrared spectroscopic observations of surface complexation modeling for sulfate adsorption on ferrihydrite (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang C. Kitadai N. and Fukushi K.
  • 学会等名: 7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: Kobe Japan
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] フェリハイドライトへの硫酸イオンの吸着 : 表面錯体モデリングとその場赤外分光観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介・青山和樹・楊晨・北台紀夫・中嶋悟
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 20130519-24
• [学会発表] Ca2+ - Mg2+ - CO32- - H2O 系からのモノハイドロカルサイトの生成条件 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西山理沙・宗本隆志・福士圭介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会 2012年年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 水溶液中におけるモノハイドロカルサイト変質挙動のその場赤外分光観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白井涼大・北台紀夫・福士圭介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会 2012年年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] フェリハイドライトに吸着した硫酸表面錯体のその場赤外分光観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楊晨・北台紀夫・福士圭介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2012年年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] Formation condition of monohydrocalcite from Ca2+ - Mg2+ - CO32- solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: Risa Nishiyama, Takashi Munemoto and Keisuke Fukushi
  • 学会等名: The 2nd Asian Clay Conference
  • 発表場所: Ewha Womans Univ., Seoul
  • 年月日: 20120906-08
• [学会発表] Formation condition of monohydrocalcite from Ca-Mg-CO3 solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama R. Munemoto T. and Fukushi K.
  • 学会等名: The 22nd V.M. Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20120624-29
• [学会発表] In-situ spectroscopic observation of transformation of monohydrocalcite in aquesou solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: 白井涼大・北台紀夫・福士圭介
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 20120520-25
• [学会発表] フェリハイドライトに吸着した硫酸表面錯体のその場赤外分光観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楊晨・北台紀夫・福士圭介
  • 学会等名: 地球惑星科学連合 2012年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 20120520-25
• [学会発表] モノハイドロカルサイトによるリン酸の収着 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八木新大朗・福士圭介
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会第58回年会に参加
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] モノハイドロカルサイトの生成条件 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山理沙・宗本隆志・福士圭介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会 2011年年会合同学術大会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 20110909-11
• [学会発表] モノハイドロカルサイトの生成条件 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山理沙・宗本隆志・福士圭介
  • 学会等名: 地球惑星科学連合 2011年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 20110522-24
• [産業財産権] Arsenic sorbent for remediating arsenic-contaminated material (2012)
  • 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
  • 産業財産権種類: 米国特許
  • 産業財産権番号: US8.227.378B2
  • 取得年月日: 2012-07-24
  • 外国