有機鉄錯体の光化学的反応メカニズムの解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24860013
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 伊藤 紘晃 山形大学, 農学部, 助教 (80637182)
• 研究協力者: 渡部 徹 山形大学, 農学部, 准教授 (10302192) ; 藤井 学 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教 (30598503)
• 研究期間 (年度): 2012-08-31 – 2014-03-31
• キーワード: 鉄 / 腐植物質 / 酸化還元 / 錯形成・解離 / 反応速度論 / 光化学反応 / 競合リガンド法 / 励起蛍光マトリクス

研究概要

本研究では，太陽光存在下において，自然水中の有機鉄錯体の化学反応モデルを構築することを目的とした。まず，モデル有機物とFe(II)による錯体の反応を観察し，錯形成速度定数と解離速度定数が推定された。続いて，光照射による有機物の変化について調べた。特に光分解の速かった部位は高励起波長側の芳香族様の構造部位で，12時間で5割の減少が観察された。また，タンパク様の構造部位は，12時間で2割程度の増加が観察された。一方，錯形成速度定数には大きな変化は見られなかった。芳香族やフミン様の構造部位は鉄との結合に関与するとされているが，部分的な光分解を受けた後も鉄との結合能がほとんど変化しないと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanism and kinetics of dark iron redox transformations in previously photolyzed acidic natural organic matter solutions (2013)
  • 著者名/発表者名: Shikha Garg, Hiroaki Ito, Andrew L. Rose and T. David Waite
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: Vol. 47 ページ: pp. 1861-1869
  • DOI: 10.1021/es3035889
  • 査読あり
• [雑誌論文] フルボ酸第二鉄錯体とシデロフォアdesferrioxamine Bのリガンド交換反応に及ぼすpHとイオン強度の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤紘晃,藤井学,真砂佳史,渡部徹,大村達夫
  • 雑誌名: 土木学会論文集G(環境) 巻: 68巻,7号 ページ: pp. III_535-III_543
  • DOI: 10.2208/jscejer.68.III_535
  • 査読あり
• [学会発表] 太陽光存在下における腐植物質の構造及び鉄錯体形成速度定数の経時変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻庭敬之,伊藤紘晃,渡部徹,藤井学,梶原晶彦
  • 学会等名: 平成24年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • 発表場所: 八戸工業大学
  • 年月日: 2014-03-08
• [学会発表] 鉄との結合性を考慮した腐植物質の光分解反応の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻庭敬之,伊藤紘晃,梶原晶彦,渡部徹,藤井学
  • 学会等名: 第19回庄内・社会基盤技術フォーラム
  • 発表場所: 酒田市公益研修センター
  • 年月日: 2014-01-28
• [学会発表] フルボ酸第二鉄錯体とシデロフォアdesferrioxamine Bのリガンド交換反応に及ぼすpHとイオン強度の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤紘晃,藤井学,真砂佳史,渡部徹,大村達夫
  • 学会等名: 第49回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
  • 年月日: 20121128-30