水溶液中の水銀除去におけるSiO₂表面の官能基の影響—DFT計算と吸着量測定—

抄録

水中で存在するHg^2＋とモデル吸着剤表面の酸性官能基との吸着前後のエネルギー差をDFT計算によって求めた。DFT計算から，アルコキシ基，エーテル基，カルボニル基，カルボキシ基の4種類の官能基のうち，カルボキシ基が最もHg^2＋種と親和性が高いことが分かった。カルボキシ基を選択的に導入したSiO₂（SiO₂–COOH）のHg^2＋吸着量はpH 5～7で顕著に増加した。SiO₂–COOHの水中でのゼータ電位のpH依存性から，ゼータ電位はpH 5付近でほぼ0となり，静電的な影響が現れないpHの領域でカルボキシ基の効果が認められることが分かった。この結果はDFT計算の結果とよく一致した。