土地植生大気系に関連したメソ孔性シリカとアルミナへの水の吸着同位体効果【Powered by NICT】

Lin Ying; Lin Ying; Horita Juske; Abe Osamu

文献

J-GLOBAL ID：201802283105015070 整理番号：18A0421895

土地植生大気系に関連したメソ孔性シリカとアルミナへの水の吸着同位体効果【Powered by NICT】

Adsorption isotope effects of water on mesoporous silica and alumina with implications for the land-vegetation-atmosphere system

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資料名：
巻： 223 ページ： 520-536 発行年： 2018年
JST資料番号： C0062A ISSN： 0016-7037 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

通気(不飽和)帯内の土壌水動力学は,水文学的サイクルにおける重要な要素であり,特に乾燥地域である。陸面モデル(LSMs)の土壌水分と蒸発した蒸気の同位体組成を得るためにCraig-Gordon蒸発モデルを適用することで,α(~2H)とα(~18O),土壌水と水蒸気間の平衡同位体分別係数はバルク水の液体と蒸気の間のものと同一であることを仮定した。水凝縮における同位体効果は,凝縮相における分子間水素結合と束縛回転/翻訳の出現から生じる。水分子と細孔表面ヒドロキシル基との間の水素結合が吸着同位体効果に影響を及ぼす。土壌水と水蒸気間の平衡分別係数はバルク水の液体と蒸気の間のものと同じかどうかを調べるために,吸着同位体効果に及ぼす細孔サイズと化学組成の影響を評価するために,著者らは,メソ多孔性シリカ(15 nm)の以前の実験二他のメソ多孔性材料,シリカ(6 nm)とアルミナ(5.8 nm)を拡張した。著者らの結果は,吸着された水と水蒸気の間のα(~2H)とα(~18O)は飽和圧力(pO2)で,それぞれ,アルミナ(5.8 nm)のためのシリカ(6 nm)と1.041と1.0063の1.057と1.0086では30°Cで自由水の液相と気相の間の,それぞれ,1.075および1.0089以下であることとの相違は低水含有量で増大することを示した。しかし,これら三つの材料の相対的圧力(p/p0_O)によるα値のプロファイルは,化学組成と細孔サイズの相違に起因して異なった。充填細孔(f)の割合に対するα(~2H)とα(~18O)値に関する経験式は,自然土壌への潜在的応用のために開発した。三重酸素同位体分析の結果は,同位体分別は,正準則に従わないことを示した。シリカ(15 nm)では,分別指数(~17 θ)はp/p_O=0.72および0.77で0.5361±0.0018と0.5389±0.0016であった。シリカ(6 nm)では,~17θの値は,いずれもp/p_O=0.81でp/p_O=0.65と0.5278±0.0010で0.5330±0.0011であった。アルミナ(5.8 nm)では,~17θ値は,いずれもp/p_O=0.78で0.5316±0.0015であった。これらの値よりも大きいかまたはバルク水(0.529±0.001)の気液平衡と同等であった。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

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同位体地質学

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