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| パラモントローゼイト | |
|---|---|
 対照的な暗い母岩の上に、タイプ産地（アメリカ合衆国コロラド州モントローズ郡ロングパーク、ビタークリーク鉱山）で採掘された、単純な酸化バナジウムである希少鉱物パラモントローゼイトの際立った淡褐色の鋭い結晶。 | |
| 一般的な | |
| カテゴリ | 酸化鉱物 |
| 式 （繰り返し単位） | VO2翻訳 |
| IMAシンボル | ピムト[1] |
| シュトランツ分類 | 4.DB.15a |
| ダナ分類 | 4.4.11.1 |
| 結晶系 | 斜方晶系 |
| 空間群 | Pbnm（第62号） |
| 単位セル | a=4.905 b=9.422 c=2.916 |
| 識別 | |
| 色 | 黒から灰黒 |
| 光沢 | サブメタリック |
| 連勝 | 黒 |
パラモントローゼイト(V 4+ O 2 ) は、ラムズデライト グループに含まれる比較的珍しい斜方晶系の酸化バナジウム鉱物です。合成パラモントローゼイトは、医療、電池、電子機器に応用できる可能性があります。
名前
パラモントローゼイトという名前は 、ギリシャ語で「近い」を意味するπαρα（パラ）と、関連鉱物 のモントローゼイト[2]この名前は、この鉱物がホスト鉱物のモントローゼイトと変成関係にあることから選ばれました。 [3] モントローゼイトは、米国コロラド州モントローズ郡で最初に発見されたことにちなんで名付けられました。[4] [a] 他の言語での名称には、Paramontroseit（ドイツ語）、paramontroseita（スペイン語）、парамонтрозеит（ロシア語）、副黑钒矿 副黑铁钒矿（中国語）などがあります。[7]シノニムは、無機結晶構造データベース（ICSD）22303および粉末回折ファイル（PDF）25-1003 です。 [2]
発生
パラモントローゼイトは、モントローゼイトおよびコルブサイトと関連している。砂岩中の比較的酸化されていないコロラド高原型ウラン・バナジウム鉱石で発見される。[8]模式産地は、米国コロラド州モントローズ郡ウラバン地区パラドックスバレーのビタークリーク鉱山 である。 [9]米国では、コロラド州モントローズ郡、コロラド州サンミゲル郡、コロラド州メサ郡、ユタ州エメリー郡、アリゾナ州アパッチ郡、ニューメキシコ州マッキンリー郡、サウスダコタ州フォールリバー郡で発見されている。 [ 10]また、チェコ共和国、アルゼンチンのメンドーサ州、ガボンのフランスヴィル近くのムナナウラン鉱山 でも発見が報告されている。[10]
パラモントローサイトは、米国ワイオミング州パンプキンビュート地域のヴァンアーバイン牧場の露頭でも、赤色砂岩の硫化物と関連して発見されています。 [11] 砂岩の色が赤から灰色に変わるゾーンで発見されています。黒いパラモントローサイトは砂粒を結節状の塊に固め、小さな黄鉄鉱の塊を囲んでいます。[12] 不規則な凝集塊は、最大で直径1フィート (0.30 m) です。[13] バナジウム塩がこれらの塊の露出表面に緑がかったコーティングを与えています。塊は異常に放射性であり、周囲の砂岩は弱い放射性です。放射能は主にパラモントローサイト内の小さなコフィネットの斑点によって引き起こされます。 [12] 断面を研磨すると、パラモントローサイトが砂粒の隙間を完全に埋めます。非常に柔らかく、石英の灰色よりもわずかに明るい灰色です。強い異方性と多くの明るい多色の内部反射がある。[13]
モントローゼイト (V,Fe)OOH とパラモントローゼイト VO 2の鉱床は、コロラド高原の上部ジュラ紀モリソン層のソルトウォッシュ砂岩部層で発見されています。パラモントローゼイトの回折特性から、結晶構造の良好な一次パラモントローゼイトと、結晶構造の悪いモントローゼイトの酸化生成物の 2 つの異なる世代があるようです。[14]この地域で発見されたパラモントローゼイトは、バナジウム価数 (+4) の中間範囲にある中性鉱物の 1 つで、モントローゼイトの一次鉱石 (+3) よりは上ですが、カルノータイト(+5) やパスコイト(+5) などの鉱物よりは下です。[15]
ライフサイクル
パラモントローゼイトは、モントローゼイトの酸化によって生じる二酸化バナジウム（VO 2 ）の準安定形態である。[16]モントローゼイトの脱水素 によって形成される。[8] パラモントローゼイトは、モントローゼイトの酸化の最も一般的な初期生成物であると思われる。[17] 2つの鉱物の結晶構造の主な違いは、後者の水素の損失により、酸素-酸素距離がモントローゼイトの2.63Åからパラモントローゼイトの3.87Åに増加することである。[16] バナジウム-酸素距離も、水素が除去されてバナジウムが+3から+4に酸化されると予想されるため、パラモントローゼイトのほうがモントローゼイトよりもいくらか短くなっている。[18]
モントローゼイト、VO(OH) は、何らかの未知のプロセスによって砂岩マトリックスに結晶塊として堆積します。通常、バナジウムの一部の代わりに鉄が発生します。その後、空気または地下水中の酸素が、50 °C 未満の温度で結晶化したモントローゼイトを次の反応により酸化します。
- 2VO(OH) + 1 ⁄ 2 O 2 → 2VO 2 + H 2 O
固体状態の変化の過程で、水素原子は結晶構造を通って表面に移動し、そこで酸素と結合します。この過程で結晶構造にわずかな変化が見られますが、構造はそのまま残ります。[19] バナジウム-酸素結合は切断されておらず、六方最密充填酸素構造は破壊されていません。[20] 場合によっては、中間の「拡散A」相が存在する可能性があります。[19] モントローサイトがパラモントローサイトへと変化するプロセスは、マグネタイト→マグヘマイト、レピドクロサイト→マグヘマイト、ゲータイト→ヘマタイトのプロセスに類似しているようです。[21]
パラモントローゼイトは安定しておらず、風化によって破壊され、コルブサイト型の鉱物に置き換わります。[19]パラモントローゼイトは中性または酸性条件下で反応して、バナジルバナデートや、ヘウェタイト、フマーライト、パスコイト、ロサイト などの金属バナデートなどの多くの化合物を形成します。 [22]パラモントローゼイトは弱アルカリ性条件で溶解し、Ca ++ と結合してシンプロタイトを形成します。[23]
- 4VO 2 + 2OH − + Ca ++ → CaV 4 O 9 + H 2 O
考えられる用途
オートファジーは細胞の恒常性を保つために不可欠な細胞分解プロセスです。オートファゴソームが無機ナノ粒子を包み込んで捕らえると、それらを分解できなくなり、細胞の健康が脅かされる可能性があるとよく考えられています。しかし、実験では、パラモントローゼイトのナノ結晶が培養されたHeLa細胞で細胞保護オートファジーを誘導することが示されています。これは治療に価値がある可能性があります。[24]
モントローゼイトとパラモントローゼイトのマイクロスフィアは、スクロースの水熱炭化によって合成され、焼成されてV 2 O 3 -VO 2 -C コアシェルマイクロスフィアを形成している。これらは、リチウムイオン電池の正極材料として実験的に使用されている。[25]中国科学技術大学 の Y. Xu と同僚は、合成モントローゼイト VOOH 中空構造が、構造のサイズと外観を変えることなく、トポケミカルにパラモントローゼイトに変換できることを示した。どちらの形態も、リチウムイオン電池の負極材料としての可能性を秘めていると思われる。[26]
単斜晶系二酸化バナジウム VO 2 (M) は、インテリジェント温度センサーやスマートウィンドウなどの用途に大きな価値をもたらす可能性があります。バナジウム前駆体からルチルVO 2 (R) への従来の固体状態変換は時間がかかり、コストがかかります。ゲーサイトVOOH から合成「パラモントローゼイト」VO 2を経て、目的の単斜晶系 VO 2 (M) に変換することで、コストと時間を大幅に削減できます。[27]
分類
パラモントローゼ石は1959年以前に初めて記載されました。ラムスデライトグループに属します。[28] 以下のように分類されます: [29]
- シュトランツ第 8 版: 4/F.08-30。
- Nickel-Strunz第 10 版: 4.DB.15a
- ダナ第8版: 4.4.11.1
- Hey の CIM リファレンス: 7.12.3
プロパティ
物理的な
パラモントローゼイトの物理的特性は
化学
ビタークリーク鉱山のサンプルのX線粉末回折パターンは3.39（100）、2.645（50）、4.35（35）、2.213（35）、1.426（35）、2.479（25）、2.179（25）である。このサンプルの化学組成は次の通りである。[35]
米国コロラド州のマッチレス鉱山から採取されたサンプルの化学組成は次の通りであった。[36]
RRUFFプロジェクトによる灰色相のマイクロプローブ断片の測定化学組成では、金属の比率はV 4+（82%）、Fe 3+（9%）、U 6+（4%）、Al（2%）で、金属原子1個につき酸素原子2個であった。最も軽い相はウラノフェンであった。[34]
光学
パラモントローゼイトは不透明で、色は黒から灰黒です。[37] [c] その光学的分類は二軸です。[37] 亜金属光沢と黒い条線があります。グラッドストン・デール関係式（KC = 0.393）から、NCalcはNcalc=Dcalc*KC+1のとき2.61、Ncalc=Dmeas*KC+1のとき2.57となります。[39]
結晶学
パラモントローゼイトの結晶特性は次のとおりです。
末尾
注記
- ^ モントローズ郡は郡庁所在地のモントローズにちなんで名付けられました。モントローズはサー・ウォルター・スコットの歴史小説『モントローズの伝説』にちなんで名付けられました。[5]スコットランドのフォーファーシャーにあるモントローズは、ガイル語の「monadh-rois」 の訛りで、渓谷の丘を意味します。[6]
- ^ RRUFFデータベースではパラモントローゼ石は放射性であると示されています。[34]
- ^ いくつかの情報源では単に「黒」と色を記載している。[31] [38]
引用
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- ^ パラモントローゼイト – 鉱物学ハンドブック、結晶データ。
- ^ ab Schorn、結晶学。
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出典
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