鉄ナノ粒子

ナノスケール鉄粒子は、サブマイクロメートルの鉄金属粒子です。表面積が大きいため、反応性が非常に高く、酸素と水が存在すると急速に酸化されて遊離鉄イオンを形成します。医療や研究の用途で広く使用されており、塩素化有機化合物で汚染された工業用地の修復についても研究されています。

鉄ナノ粒子は、水性媒体中で 水素化ホウ素ナトリウムを用いて Fe(II) または Fe(III) 塩を還元することによって合成できます。

鉄は酸素と水にさらされると酸化します。この酸化還元プロセスは酸性または中性/塩基性のどちらの条件下でも発生します。

2 Fe ⁰ (s) + 4 H ⁺ (水溶液) + O ₂ (水溶液) → 2 Fe ²⁺ (水溶液) + 2 H ₂ O(l)

Fe ⁰ (s) + 2 H ₂ O (aq) → Fe ²⁺ (aq) + H ₂ (g) + 2 OH ⁻ (aq)

研究により、ナノスケールの鉄粒子は、ポリ塩化ビフェニル（PCB）、塩素系有機溶剤、有機塩素系殺虫剤などで汚染された土壌など、いくつかの形態の土壌汚染の処理に効果的に使用できることがわかっています。ナノスケールの鉄粒子は地下水を介して容易に移動できるため、その場での処理が可能です。さらに、ナノ粒子と水のスラリーを汚染されたエリアに注入し、長期間そこに留まらせることができます。^[1]これらの要因が組み合わさって、この方法は、現在最も使用されている代替方法よりも安価になります。

研究者らは、金属鉄ナノ粒子は汚染物質を効果的に浄化するが、土壌表面で凝集する傾向があることを発見した。これに対応して、炭素ナノ粒子と水溶性高分子電解質が金属鉄ナノ粒子の支持体として使用されている。疎水性汚染物質はこれらの支持体に吸着し、砂や土壌の浸透性を向上させる。^[1]

現場でのテストでは、実験室での研究結果が概ね確認されています。しかし、研究はまだ進行中であり、ナノスケールの鉄粒子は土壌汚染の処理にはまだ一般的に使用されていません。

• ナノマテリアルの健康と安全への危険性
• ナノテクノロジーの環境への影響

2.http://www.chalcogen.infim.ro/1771_Yuvakkaur.pdf

• 国家ナノテクノロジーイニシアチブ
• 水質汚染を浄化するナノテクノロジーの手法
• ゼロ価鉄ナノ粒子（nZVI）の大規模生産と応用