海水および続成起源海底鉄マンガン酸化物中のバナジウムの吸着構造と吸着に伴う同位体分別の見積もり

抄録

海底マンガン酸化物中のモリブデン(Mo)は、軽い同位体に富むことが知られている。これは、海水中で四面体(Td)をとるMoが鉄マンガン酸化物中のマンガン相への吸着に歪んだ八面体(Oh)を構造変化して吸着するためであることが示唆されている。近年、我々はMoがマンガン酸化物への吸着に伴う大きな同位体分別を起こす要因として、適切なイオン半径と電子配置(d⁰)を持つことが重要であることを明らかにした。五価のバナジウム(V)は、Mo(VI)と同様の特徴を持つため、Moと同様の挙動を示すことが期待される。そこで、海底鉄マンガン酸化物中のVのホスト相および吸着構造を明らかにし、VがMoと同様に大きな同位体分別を示すかを検討した。そのために、海底鉄マンガン酸化物試料のXAFS測定を行い、Vの配位構造を調べ、鉄/マンガン(水)酸化物へVを吸着させた試料のXAFSスペクトルとの比較によりホスト相を推定した。また、量子化学計算を用いてVの吸着に伴う同位体分別を見積もった。