Sorption of Eu on Na-montmorillonite studied by time-resolved laser fluorescence spectroscopy and surface complexation modeling

時間分解型レーザー誘起蛍光分光法と表面錯体モデルによるモンモリロナイトへのEuの収着研究

佐々木 隆之*; 上田 健揚*; 斉藤 拓巳; 青柳 登   ; 小林 大志*; 高木 郁二*; 木村 貴海 ; 舘 幸男  

Sasaki, Takayuki*; Ueda, Kenyo*; Saito, Takumi; Aoyagi, Noboru; Kobayashi, Taishi*; Takagi, Ikuji*; Kimura, Takaumi; Tachi, Yukio

ナトリウム型モンモリロナイトへのEu(III)の収着に対するpH, Eu濃度,硝酸塩濃度の影響について、バッチ収着試験と時間分解型レーザー誘起蛍光分光(TRLFS)によって調査された。0.01M硝酸ナトリウム中では分配係数(Kd)はpHにほとんど依存せず、一方で、1M硝酸ナトリウム中ではKdはpHに大きく依存した。陽イオン交換モデルと1サイトの静電補正を考慮しない表面錯体モデルを組み合せたモデルによってKdデータが解釈された。Eu表面化学種に対するTRLFSスペクトルはパラレル因子分析法(PARAFAC)により解析され、1つの外圏錯体(ファクターA)と2つの内圏錯体(ファクターB及びC)への対応が示唆された。ファクターAとBは、イオン交換サイトへ収着したEu、エッジの水酸基との内圏錯体に、それぞれ対応するものである。ファクターCは比較的高いpH、イオン強度条件で支配的であり、表面におけるEu(OH)の析出物と評価された。

The influences of pH and the concentrations of Eu and NaNO on the sorption of Eu to Na-montmorillonite were investigated through batch sorption measurements and time-resolved laser fluorescence spectroscopy (TRLFS). The pH had a little effect on the distribution coefficients (Kd) in 0.01 M NaNO, whereas the Kd strongly depended on pH at 1 M NaNO. A cation exchange model combined with a one-site non-electrostatic surface complexation model was successfully applied to the measured Kd. The TRLFS spectra of Eu sorbed were processed by parallel factor analysis (PARAFAC), which corresponded to one outer-sphere (factor A) and two inner-sphere (factor B and C) complexes. It turned out that factors A and B correspond to Eu sorbed by ion exchange sites and inner-sphere complexation with hydroxyl groups of the edge faces, respectively. Factor C became dominant at relatively high pH and ionic strength and likely correspond to the precipitation of Eu(OH) on the surface.