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Proton-exchange mechanism of specific Cs$$^{+}$$ adsorption $$via$$ lattice defect sites of Prussian blue filled with coordination and crystallization water molecules

水分子が配位し、結晶水で充てんされたプルシアンブルー格子欠陥を介したセシウムイオンの吸着におけるプロトン交換機構

石崎 学*; 秋葉 沙依*; 大谷 麻子*; 星 祐二*; 小野 健太*; 松葉 茉優*; 富樫 貴成*; 金井塚 勝彦*; 坂本 政臣*; 高橋 顕*; 川本 徹*; 田中 寿*; 渡邉 雅之; 有阪 真; 南川 卓也; 栗原 正人*

Ishizaki, Manabu*; Akiba, Sae*; Otani, Asako*; Hoshi, Yuji*; Ono, Kenta*; Matsuba, Mayu*; Togashi, Takanari*; Kanaizuka, Katsuhiko*; Sakamoto, Masatomi*; Takahashi, Akira*; Kawamoto, Toru*; Tanaka, Hisashi*; Watanabe, Masayuki; Arisaka, Makoto; Nankawa, Takuya; Kurihara, Masato*

福島第一原子力発電所の事故を受けて、プルシアンブルー(PB)をベースにした高性能セシウム(Cs)吸着剤を開発するために、PBへのCsイオンの吸着の基本メカニズムを明らかにした。Csイオン吸着能に関して2種類のPBナノ粒子を比較したところ、4Fe$$^{3+}$$と3[Fe$$^{II}$$(CN)$$_{6}$$]$$^{4-}$$から合成された典型的なPB-1では、市販のPB-2よりも効率的に吸着することを明らかにした。この違いが、PB上に形成される欠陥の数で決まることを突き止めることができた。

We have revealed the fundamental mechanism of specific Cs$$^{+}$$ adsorption into Prussian blue (PB) in order to develop high-performance PB-based Cs$$^{+}$$ adsorbents in the wake of the Fukushima nuclear accident. We compared two types of PB nanoparticles with formulae of Fe$$^{III}$$$$_{4}$$[Fe$$^{II}$$(CN)$$_{6}$$]3$$cdot$$xH$$_{2}$$O (x = 10-15) (PB-1) and (NH$$_{4}$$)0.70Fe$$^{III}$$1.10[Fe$$^{II}$$(CN)$$_{6}$$]$$cdot$$1.7H$$_{2}$$O (PB-2) with respect to the Cs$$^{+}$$ adsorption ability. The synthesised PB-1, by a common stoichiometric aqueous reaction between 4Fe$$^{3+}$$ and 3[Fe$$^{II}$$(CN)$$_{6}$$]$$^{4-}$$, showed much more efficient Cs$$^{+}$$ adsorption ability than did the commercially available PB-2.

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パーセンタイル:0.63

分野:Chemistry, Inorganic & Nuclear

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