反應(yīng)擴(kuò)散體系中的包覆材料第二部分

BaCl2,SrCl2混合水溶液Na2SO4溶液粒子成長(zhǎng)?、馧a2SO4溶液に近い側(cè)の粒子成長(zhǎng)帯Ⅱ中の粒子形は、ゲル化時(shí)間と共に、球體から、落花生狀になる。ゲル化時(shí)間：48時(shí)間ゲル化時(shí)間：72時(shí)間ゲル化時(shí)間：96時(shí)間粒子成長(zhǎng)?、蛄Ｗ映砷L(zhǎng)帯Ⅱができないゲル化時(shí)間：120時(shí)間反応拡散系の例細(xì)長(zhǎng)い円柱體10μm10μm5μm細(xì)長(zhǎng)い円柱體ゲル化時(shí)間：48時(shí)間（Ba,Sr)SO４粒子斷面バリウムをドットで示した分析結(jié)果（Ba,Sr)SO４粒子斷面ストロンチウムをドットで示した分析結(jié)果粒子成長(zhǎng)?、蛑肖危˙a,Sr)SO4粒子の寫真粒子成長(zhǎng)帯Ⅱ中の粒子は、均一な組成分布をもっている。10μm10μm10μm粒子成長(zhǎng)?、蛑肖危˙a,Sr)SO4粒子斷面の寫真（Ba,Sr)SO４粒子斷面ストロンチウムをドットで示した分析結(jié)果（Ba,Sr)SO４粒子斷面バリウムをドットで示した分析結(jié)果BaSr塊狀や片狀的に成長(zhǎng)する（Ba,Sr)SO４粒子斷面のEDS分析結(jié)果粒子成長(zhǎng)帯Ⅱ中の粒子は、均一な組成分布をもっている。10μm10μm10μm二つの粒子成長(zhǎng)帯形成の原因を解析反対方向から拡散してきたイオンが、粒子成長(zhǎng)帯Ｉの近くで出會(huì)い反応し、粒子が形成された。ゲル化時(shí)間が短い場(chǎng)合に、イオンの拡散速度がより速いので、

BaSO4層が粒子成長(zhǎng)帯Ｉの近くで成長(zhǎng)する間に、Ｓｒのイオンは

成長(zhǎng)帯I

よりもかなり前まで拡散することが出來る。3.Ｓｒイオンが、粒子成長(zhǎng)帯II

の近くで、高い濃度の硫酸イオンと反応し、成長(zhǎng)帯IIの位置でSrSO4の新しい核が形成する。4.Ｂａイオンが殆ど粒子成長(zhǎng)帯

Ｉ

の近くで消費(fèi)されたから、IIの近

くで成長(zhǎng)した粒子の組成がSrSO４だけになる。ゲル化時(shí)間が長(zhǎng)い場(chǎng)合に、イオンの拡散速度が遅くなり、少量だけのSrイオンが成長(zhǎng)帯II

までに拡散することができるので、薄い成長(zhǎng)帯II

になる。

IIIBaCl2とSrCl2混合水溶液Na2SO4溶液ⅠⅡ粒子成長(zhǎng)帯についての略図：5日ゲルゲルBaCl2とSrCl2混合水溶液Na2SO4溶液

ⅠⅡ粒子成長(zhǎng)帯についての略図：30日拡散反応系ゲルゲルⅢⅣ

ゲル化時(shí)間が、48時(shí)間である場(chǎng)合に、２本の粒子成長(zhǎng)帯が現(xiàn)れた後のゲルを、さらに３週間観察した…反応時(shí)間延長(zhǎng)が二つ粒子成長(zhǎng)帯中の粒子形態(tài)の変化BaCl2とSrCl2混合水溶液Na2SO4溶液ⅠⅡ粒子成長(zhǎng)帯についての略図：5日ゲルゲルBaCl2とSrCl2混合水溶液Na2SO4溶液

ⅠⅡ粒子成長(zhǎng)帯についての略図：30日拡散反応系ゲルゲルⅢⅣ

ゲル化時(shí)間が、48時(shí)間である場(chǎng)合に、２本の粒子成長(zhǎng)帯が現(xiàn)れた後のゲルを、さらに３週間観察した…反応時(shí)間延長(zhǎng)が二つ粒子成長(zhǎng)帯中の粒子形態(tài)の変化粒子成長(zhǎng)帯についての略図：３０日BaCl2とSrCl2混合水溶液ゲルNa2SO4溶液ゲルⅢⅠⅣⅡⅠⅡ反応後５日目反応後５日目反応後３０日目反応後３０日目変化変化同じ場(chǎng)所に形成される粒子の形態(tài)は，反応時(shí)間と共に、大きく変化する。~10μm~10μm~1μm~10μm粒子成長(zhǎng)帯Ⅰ中の（Ba,Sr)SO4固溶體（Ba,Sr)SO４粒子斷面ストロンチウムをドットで示した分析結(jié)果（Ba,Sr)SO４粒子斷面バリウムをドットで示した分析結(jié)果中心部の分析結(jié)果（35000倍）周辺部の分析結(jié)果（35000倍）BaSrBaSr~1μm~1μm~1μm粒子成長(zhǎng)?、蛑肖危˙a,Sr)SO4固溶體ストロンチウムをドットで示した分析結(jié)果バリウムをドットで示した分析結(jié)果中心部の分析結(jié)果（35000倍）周辺部の分析結(jié)果（35000倍）BaSrBaSr~10μm~10μm~10μm粒子成長(zhǎng)帯についての略図：３０日BaCl2とSrCl2混合水溶液ゲルNa2SO4溶液ゲル粒子が形成されていない粒子が形成されていないⅢⅣⅢⅠⅣⅡ

反応後５日目反応後５日目反応後３０日目反応後３０日目反応後30日目になると、互に入り組んだような円盤體狀と多面體狀の粒子が形成された。~5μm~5μm粒子成長(zhǎng)?、笾肖危˙a,Sr)SO4固溶體粒子成長(zhǎng)?、糁肖危˙a,Sr)SO4固溶體（Ba,Sr)SO４粒子のEDS分析結(jié)果（Ba,Sr)SO４粒子のEDS分析結(jié)果BaSrBaSr~5μm~5μm現(xiàn)象の解析粒子成長(zhǎng)帯についての略図BaCl2とSrCl2混合水溶液ゲルNa2SO4溶液ゲル（5日目）

1.最初(５日目）粒子が位置Ⅰに続いて，位置Ⅱに形成され，そこで，硫酸イオンが大量に消費(fèi)されるため，Ⅱより左側(cè)においては，SO42-イオンの濃度が急激に減少する。それまで粒子生長(zhǎng)?、瘠斯┙oされていたSO42-イオンが，粒子生長(zhǎng)?、蛐纬舍幛摔希筏瘻p少する。

III（5日目）

2.このようなイオン濃度の減少が進(jìn)めば，生長(zhǎng)?、瘠切纬嗓丹欷皮い苛Ｗ婴希播胫肖嗽偃芙猡?、別の粒子に変化するものと考えられる。この結(jié)果，すでに粒子が形成していた領(lǐng)域（粒子形成帯IとII）では，拡散開始30日後には，最初に存在していた粒子が再溶解した後に再形成された粒子が形成されていることになる。ⅢⅠⅣⅡ

（30日目）

3.

30日において、粒子形成帯IとIIの場(chǎng)所に形成されている粒子の構(gòu)造には，互いに類似性が認(rèn)められるのは，この再溶解，再形成過程に，共通性が存在するためであろうと考えられる。一方，その他の部分で形成される粒子は，通常のイオンの反応拡散過程で形成されたものであり，このような再溶解，再形成過程を経ていない。拡散開始30日後には，幅広い１本の粒子形成帯が形成されるが，このような事情のために，その１本の粒子形成帯は，粒子構(gòu)造の観點(diǎn)から異なる４個(gè)の粒子形成領(lǐng)域を含むものと考えられる。ゲル化時(shí)間が48時(shí)間で、反応時(shí)間が、30日間の結(jié)果で，ゼラチンの濃度だけを変化する。ここに含まれる粒子を観察BaCl2,SrCl2混合水溶液側(cè)Na2SO4溶液側(cè)２本の粒子形成帯が観察されるが、ゼラチン濃度が高い時(shí)でも不鮮明である。ⅠⅡゼラチン濃度が粒子構(gòu)造の影響を與える（16g/100ml）（24g/100ml）(Ba,Sr)SO4粒子(Ba,Sr)SO4粒子斷面バリウムドットで示した分析結(jié)果BaCl2とSrCl2混合水溶液に近い粒子成長(zhǎng)帯中の固溶體粒子は、ゲルの濃度が異なっても、それらの形は、互いに似ている。粒子は、秩序だった非一様な組成を有する粒子である。ゼラチンの濃度~10μm~10μm~10μm~10μm~20μm~20μm【ゼラチン濃度の影響】ここに含まれる粒子を観察するBaCl2,SrCl2混合水溶液側(cè)Na2SO4水溶液側(cè)ゲル化時(shí)間が48時(shí)間で、反応時(shí)間が、30日間の結(jié)果で，ゼラチンの濃度だけを変化する。２本の粒子形成帯が観察されるが、ゼラチン濃度が高い時(shí)でも不鮮明である。ⅡⅠ（16g/100ml）（24g/100ml）（16g/100ml）（24g/100ml）(Ba,Sr)SO4粒子表面のEDS分析結(jié)果(Ba,Sr)SO4粒子表面のEDS分析結(jié)果小円柱體で構(gòu)成した?jī)抑鶢盍Ｗ有抑wで構(gòu)成した環(huán)狀粒子BaSrBaSrNa2SO4水溶液に近い粒子成長(zhǎng)帯中の粒子の形は、ゲルの異なる濃度について，２種類ある。~20μm~20μm~50μm~5μmゲル化時(shí)間：48時(shí)間ゼラチン濃度：12％ゲル化時(shí)間：48時(shí)間ゼラチン濃度：16、24％~10μm~1μm五日目30日目

ゼラチン濃度が高くなる場(chǎng)合に、イオンの拡散速度が遅くなり、粒子帯II中で形成した粒子が少なく、疎らだので、そこで少量の硫酸イオンしか反応されない。硫酸イオンが粒子成長(zhǎng)帯Iまでに拡散し、反応することが出來る。従って、粒子の形態(tài)が時(shí)間と共に予想以上に変化しない。ⅡⅡ粒子の形態(tài)が時(shí)間と共に予想以上に変化した。まとめまとめゼラチン中に成長(zhǎng)した粒子は、既報(bào)のシリカゲル中のものと、大きく異なる特徴を持っている。（１）生長(zhǎng)した粒子の構(gòu)造が、ゲル中の位置によって著しく変化がある。（２）SrSO4の過飽和臨界値がより低いですが、Baイオンの拡散速度がもっと速い場(chǎng)合に、

BaSO4が先に過飽和臨界値に達(dá)して、析出することができる。（３）異なる位置にある古い粒子が、反応時(shí)間とともに溶けて、新しい粒子が形成した。その時(shí)、粒子のサイズが小さくなり、組成も著しく変化する。

こういう現(xiàn)象を過飽和臨界値だけで説明することができない。本研究では、過飽和臨界値と拡散速度を組み合わせて、現(xiàn)象を解釈した。1.『SomeCharacteristicsinParticleGrowthinGelandOscillatoryZoning』

AkihisaShioi*andZHANG-YanLin

JOURNALofCHEMICALENGINEERINGOFJAPANVol.37,No.52.

2.『SpontaneousParticleFormationwithFineStructuresinGelatin』

ZHANGYanlin,TokahikoBAN,andAkihisaSHIOI*

JOURNALofCHEMICALENGINEERINGOFJAPAN（2006acceptedforpublication）寒天ゲルに成長(zhǎng)した粒子の形態(tài)の多様性実験條件：Ｓｒ2+：Ｂａ2+：ＳＯ４2-＝0.1Ｍ：0.1Ｍ：0.1Ｍ反応時(shí)間：11日間

ゲル濃度：1.0ｇ／100ｍｌＨ２Ｏ球體鞍の形唇の形実験條件：Ｓｒ2+：Ｂａ2+：ＳＯ４2-＝0.1Ｍ：0.1Ｍ：0.1Ｍ反応時(shí)間：11日間

ゲル濃度：0.8ｇ／100ｍｌＨ２Ｏ細(xì)長(zhǎng)いのユニット不規(guī)則の形菱形板狀のユニット円柱體~50μm~50μm~50μm~50μm~10μm~10μm~10μm~10μm0.6ｇ寒天／100ｍｌH2O異なる濃度の寒天ゲルに成長(zhǎng)した粒子の斷面分析(Ba,Sr)SO4粒子斷面バリウムドットで示した分析結(jié)果ストロンチウムドットで示した分析結(jié)果0.8ｇ寒天／100ｍｌH2O1.0ｇ寒天／100ｍｌH2O~10μm~10μm~10μm~50μm~50μm~50μm~50μm~50μm~50μm(Ba,Sr)SO4粒子斷面バリウムドットで示した分析結(jié)果ストロンチウムドットで示した分析結(jié)果2.0ｇ寒