Localization of cesium on montmorillonite surface investigated by frequency modulation atomic force microscopy

モンモリロナイト表面におけるセシウムの局在についての周波数変調方式原子間力顕微鏡による研究

荒木 優希*; 佐藤 久夫*; 奥村 雅彦   ; 大西 洋*

Araki, Yuki*; Sato, Hisao*; Okumura, Masahiko; Onishi, Hiroshi*

粘土鉱物表面におけるイオン交換反応は、通常その交換量だけに着目し、ミクロスコピックな研究はまだあまりなされていない。本研究では、反応が多く起こると考えられている粘土鉱物表面に着目し、周波数変調方式原子間力顕微鏡を用いてイオン分布を調べた。粘土鉱物はモンモリロナイト、イオンはセシウムイオンを対象として、研究を行った。その結果、セシウムが線状に分布し、その構造がしばらく保たれるという現象を発見した。第一原理シミュレーションにより、粘土鉱物内部の構造を評価したが、内部の電荷が直線構造を取る可能性は低いことが示された。これらの結果は、この直線構造の起源は粘土鉱物表面-イオン-水の三者による未解明吸着プロセスが存在することが示唆していると考えられる。

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