セピオライト中の不純物イオンの分布と置換サイト
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概要
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Distribution of impurity ions in MgO_6 octahedral and SiO_4 tetrahedral sheets in a natural sepiolite of Chinese origin was separately determined by chemical analysis. Sepiolite is a fibrous magnesia silicate with intramolecular tunnels along the fiber axis. The MgO_6 octahedra sheet is sandwiched between two sheets of SiO_4 tetrahedra. Sepiolite contains aluminum, iron, manganese and titanium ions as impurity ions. The aluminum content was larger in the SiO_4 sheet than in the MgO_6 sheet, on the contrary, the iron content was larger in the MgO_6 sheet. A structural formula of the sepiolite is shown in the following scheme : (Si_<11.64> Al_<0.31> Fe_<0.05>) (Mg_<7.62> Al_<0.02> Fe_<0.35> Mn_<trace> Ti_<trace> ) O_<30> (OH)_4 (H_2O)_4nH_2O. Angular dependence of the resonant field of electron paramagnetic resonance (ESR) spectra for well oriented fibers of the sepiolite showed following spectra ; (1) a broad and smear peak centered at g=2.0 due to octahedral Fe^<3+>, (2) sextet resonance lines due to octahedral Mn^<2+> superposed on it, (3) resolved peaks at g=4.3 due to tetrahedral Fe^<3+>. The well oriented SiO_2 residue could be obtained by removing MgO_6 sheet from sepiolite with treatment of mixed solution of HNO_3 and HCl. The well oriented SiO_2 residue showed a clear resolved spectrum pattern at g=4.3. When the fiber axis of the sample was set perpendicular or parallel to the applied magnetic field, it's ESR spectra showed different line shapes. Peak at g=2.0 however was not observed. The substitutions of Si^<4+> and Mg^<2+> with Fe^<3+> were confirmed by anisotropic ESR spectra of Fe^<3+> in sepiolite and in the SiO_2 residue. An excess of electrons in SiO_4 sheet is generated by substitution of Si^<4+> with Al^<3+> or Fe^<3+>. On the other hand, a deficiency of electrons in MgO_6 sheet is generated by the substitution of Mg^<2+> with Al^<3+> or Fe^<3+>. A deficiency of electrons in the MgO_6 may be compensated by an excess of electrons in the SiO_4 sheet.
- 日本粘土学会の論文
- 1994-07-07
著者
-
北山 淑江
新潟大学工学部
-
北山 淑江
新潟大・地域共同研究センター
-
村岡 雅弘
新潟大学工学部 化学システム工学科
-
大泉 学
新潟大学廃液処理センター
-
伊藤 耕一郎
新潟大学工学部化学システム工学科
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