Functional groups and reactivity of size-fractionated Aldrich humic acid

サイズ分画したAldrichフミン酸の官能基と反応性

田中 忠夫 

Tanaka, Tadao

環境中に存在するフミン酸などの腐植物質は、多くの陽イオン性金属元素と錯体を形成することから、放射性廃棄物の処分によって環境中へもたらされる放射性核種の環境中移行にも影響を及ぼすことになる。本研究では、Aldrich社製のフミン酸を用いてコバルトとの錯体形成挙動をフミン酸の分子サイズとの関係から調べるとともに、サイズ分画したフミン酸が有する官能基の種類,密度を分析した。コバルトとフミン酸との反応には、共有結合性の内圏型錯体と静電的相互作用の外圏型錯体が存在し、フミン酸濃度が1ppm以下と低い場合に、分画分子量10万以上のフミン酸と外圏型錯体を優先的に形成することを示した。このような反応の選択性は、フミン酸のサイズによって異なる官能基の構造,種類及び密度に起因したものと推察した。

The interaction affinity of the Aldrich Chemical humic acid (HA) with Co was examined with respect to molecular size of HA. Correlations between the affinity and the structures of HA were studied. At low HA concentration range, Co was interacted with the HA over 100k Da (HA(100)). With increasing HA concentration, the Co was preferentially interacted with the 30k-100k Da of HA (HA(30-100)). HA(100) and HA(30-100) were characterized with respect to their FTIR, 13C-NMR spectral analyses and acid-base titration curves. HA(10) having aliphatic branched structure, smaller amount of COOH group and large proton exchangeable capacity, seem to show low covalent nature and high ion exchangeability. In addition, steric hindrance may effect on the complexation, by winding up like random coils from the branched structure. HA(30-100) is dominated with the aromatic COOH group and OH group and it preferentially coordinates to Co. These presumptions were supported by XPS analysis, in which the biding energy cobalt-humates was discussed.