粘土鉱物と金属イオン; ミクロな視点から解き明かす土の中の金属イオンの動き

Clay minerals and metal ions; Unraveling the behavior of metal ions from a microscopic perspective

山口 瑛子  ; 吉村 崇*; 奥村 雅彦   ; 高橋 嘉夫*

Yamaguchi, Akiko; Yoshimura, Takashi*; Okumura, Masahiko; Takahashi, Yoshio*

粘土鉱物は地球表層に広く存在し陽イオン交換容量が大きいことから、土壌における金属イオンの動きを制御している。粘土鉱物の構造が複雑なため、そのはたらきを理解するには、ミクロスコピックな構造や化学反応を明らかにする必要がある。本稿では、系統的な広域X線吸収微細構造(EXAFS)法の測定と第一原理計算により、粘土鉱物が金属イオンを吸着するメカニズムを明らかにした研究について解説する。

Clay minerals control behaviors of metal ions in the soil because they are widespread in the earth's surface layer and have a large cation exchange capacity. Due to the complex structure of clay minerals, it is necessary to clarify their microscopic structure and chemical reactions in order to understand how they work. In this article, we describe a study that reveals the mechanism by which clay minerals adsorb metal ions through systematic extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) measurements and first principles calculations.