溶媒効果を取り入れた第一原理計算によるチタン酸塩におけるストロンチウム吸着

Cation absorptions in titanates via first-principles calculations with solvent effects

小林 恵太 ; 中村 博樹  ; 町田 昌彦  

Kobayashi, Keita; Nakamura, Hiroki; Machida, Masahiko

福島第一原子力発電所における大量の汚染水の処理に関連し、放射性ストロンチウムの効率的除去が課題となっている。ストロンチウム吸着剤としてはチタン酸塩が知られているが、その吸着機構に関しては不明な点も多い。今回、ストロンチウム吸着剤であるチタン酸塩における2価の陽イオン(Mg, Ca, Sr, Ba)の吸着機能に関し、密度汎関数法を用いた第一原理計算を行った。特に、チタン酸塩の2価の陽イオン吸着に対する溶媒効果(水分子など)を明らかにしていくことを目的とした。溶媒効果に関しては3D-rismと呼ばれる液体の統計力学的手法により取り入れることが可能となる。今回、チタン酸端面でのイオン交換を評価したが、溶媒効果により2価イオンの吸着序列に変化が現れることが分かった。今後、様々なケースでの計算を行うことにより、チタン酸塩におけるストロンチウム吸着に対する溶媒効果を明らかにできると考えられる。

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