Quang phổ hấp thụ X-ray cạnh K nitơ của khí amoniac được hấp thụ hóa học trên khoáng sét và phân tách đồng vị nitơ 15N/14N

Analytical Sciences - 2024
Haruna Sugahara1, Toshihiro Yoshimura1, Y. Tamenori2, Yoshinori Takano1, Nanako O. Ogawa1, Yoshito Chikaraishi3, Naohiko Ohkouchi1
1Biogeochemistry Research Center (BGC), Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), Natsushima, Yokosuka, Kanagawa, 237-0061, Japan
2Japan Synchrotron Radiation Research Institute, SPring-8, 1-1-1 Kouto, Sayo, Hyogo 679-5198, Japan
3Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University, Sapporo, Hokkaido, 060-0819, Japan

Tóm tắt

Tóm tắtAmoniac (NH3) là một chất mang nitơ đơn giản và thiết yếu trong vũ trụ. Sự hấp thụ của nó trên bề mặt khoáng chất là một bước quan trọng trong việc tổng hợp các phân tử hữu cơ chứa nitơ trong môi trường ngoài Trái Đất. Tỷ lệ đồng vị nitơ cung cấp một công cụ hữu ích để hiểu rõ hơn về các quá trình hình thành các phân tử chứa N. Trong nghiên cứu này, các thí nghiệm hấp thụ đã được tiến hành bằng cách sử dụng NH3 khí và các khoáng sét đại diện. NH3 được hấp thụ mạnh mẽ đã được làm giàu 15N trong trạng thái cân bằng hóa học giữa sự hấp thụ và giải phóng trên bề mặt vật chủ silic. Nghiên cứu quang phổ hấp thụ gần cạnh X-ray K-nitơ cho thấy rằng những khí amoniac ban đầu này đã được hấp thụ hóa học dưới dạng ion amoni (NH4+) trên các khoáng sét. Tóm tắt đồ họa

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

P.T. Ho, C.H. Townes, Annual Rev Astron. Astrophys. (1983). https://doi.org/10.1146/annurev.aa.21.090183.001323

C. Walmsley, H. Ungerechts, Astron. Astrophys. 122, 164–170 (1983)

D.C. Lis, A. Wootten, M. Gerin, E. Roueff, Astrophys J Lett. (2010). https://doi.org/10.1088/2041-8205/710/1/L49

E. Füri, B. Marty, Nat. Geosci. (2015). https://doi.org/10.1038/ngeo2451

H. Naraoka, Y. Takano, J.P. Dworkin, Y. Oba, K. Hamase, A. Furusho, N.O. Ogawa, M. Hashiguchi, K. Fukushima, D. Aoki et al., Science (2023). https://doi.org/10.1126/science.abn9033

H. Busemann, A.F. Young, C.M.O.D. Alexander, P. Hoppe, S. Mukhopadhyay, L.R. Nittler, Science (2006). https://doi.org/10.1126/science.1123878

G. Briani, M. Gounelle, Y. Marrocchi, S. Mostefaoui, H. Leroux, E. Quirico, A. Meibom, Proc Natl Acad Sci USA (2009). https://doi.org/10.1073/pnas.0901546106

M. Hashiguchi, S. Kobayashi, H. Yurimoto, Geochem. J. (2015). https://doi.org/10.2343/geochemj.2.0363

S. Chakraborty, B. Muskatel, T.L. Jackson, M. Ahmed, R. Levine, M.H. Thiemens, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (2014). https://doi.org/10.1073/pnas.1410440111

S. Rodgers, S. Charnley, Mon Notices Royal Astron Soc. (2004). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2004.07953.x

L.R. Nittler, F. Ciesla, Annu Rev Astron. Astrophys. (2016). https://doi.org/10.1146/annurev-astro-082214-122505

K. Furuya, Y. Aikawa, Astrophys. J. (2018). https://doi.org/10.3847/1538-4357/aab768

R. Terzieva, E. Herbst, Mon. Not. R. Astron. Soc. (2000). https://doi.org/10.1046/j.1365-8711.2000.03618.x

S. Rodgers, S. Charnley, Astrophys. J. (2008). https://doi.org/10.1111/j.1745-3933.2008.00431.x

A.N. Heays, A.D. Bosman, E.F. van Dishoeck, Astron Astrophys (2017). https://doi.org/10.1051/0004-6361/201628742

H. Sugahara, Y. Takano, N.O. Ogawa, Y. Chikaraishi, N. Ohkouchi, ACS Earth Space Chem. (2017). https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.6b00006

C. Basio, G. Gatti, E. Boccaleri, L. Marchese, G.B. Superti, H.O. Pastore, M. Thommes, Micropor Mesopor Mat. (2008). https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2007.05.038

D. Liu, P. Yuan, H. Liu, J. Cai, D. Tan, H. He, J. Zhu, T. Chen, Appl Clay Sci. (2013). https://doi.org/10.1016/j.clay.2013.07.006

C. Bisio, G. Gatti, E. Boccaleri, L. Marchese, Langmuir (2008). https://doi.org/10.1021/la703308b

J. Stöhr, NEXAFS spectroscopy (Springer, Berlin, Heidelberg, 1992). https://doi.org/10.1007/978-3-662-02853-7

P. Leinweber, J. Kruse, F.L. Walley, A. Gillespie, K.U. Eckhardt, R.I. Blyth, T. Regier, J. Synchrotron Radiat. (2007). https://doi.org/10.1107/S0909049507042513

P. Leinweber, G. Jandl, K.-U. Eckhardt, J. Kruse, F.L. Walley, M.J. Khan, R.I. Blyth, T. Regier, Can. J. Soil Sci. (2010). https://doi.org/10.4141/CJSS09063

A. Vairavamurthy, S. Wang, Environ. Sci. Technol. (2002). https://doi.org/10.1021/es0155478

Y. Tamenori, T. Yoshimura, Geochim. Cosmochim. Acta (2018). https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.07.002

T. Yoshimura, Y. Tamenori, A. Suzuki, H. Kawahata, N. Iwasaki, H. Hasegawa, L.T. Nguyen, A. Kuroyanagi, T. Yamazaki, J. Kuroda, N. Ohkouchi, Geochim. Cosmochim. Acta (2017). https://doi.org/10.1016/j.gca.2016.12.003

T. Yoshimura, Y. Tamenori, O. Takahashi, L.T. Nguyen, H. Hasegawa, N. Iwasaki, A. Kuroyanagi, A. Suzuki, H. Kawahata, Earth Planet. Sci. Lett. (2015). https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.03.048

N.O. Ogawa, T. Nagata, H. Kitazato, N. Ohkouchi, in Earth, life, and Isotopes. ed. by N. Ohkouchi, I. Tayasu, K. Koba (Kyoto University Press, Kyoto, 2010), pp.339–353

I. Tayasu, R. Hirasawa, N.O. Ogawa, N. Ohkouchi, K. Yamada, Limnology (2011). https://doi.org/10.1007/s10201-011-0345-5

T. Tanaka, X.-M. Maréchal, T. Hara, T. Tanabe, H. Kitamura, J. Synchrotron Radiat. (1998). https://doi.org/10.1107/S0909049597013733

H. Ohashi, E. Ishiguro, Y. Tamenori, H. Kishimoto, M. Tanaka, M. Irie, T. Tanaka, T. Ishikawa, Nucl Instrum Methods Phys Res A. (2001). https://doi.org/10.1016/S0168-9002(01)00404-1

Y. Tamenori, H. Ohashi, E. Ishiguro, T. Ishikawa, Rev. Sci. Instrum. (2002). https://doi.org/10.1063/1.1423782

Y. Tamenori, M. Morita, T. Nakamura, J. Synchrotron Radiat. (2011). https://doi.org/10.1107/S0909049511027531

C.T. Chen, Y. Ma, F. Sette, Phys. Rev. A (1989). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.40.6737

F. Lónyi, J. Valyon, Termochim Acta (2001). https://doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00458-0

A. Jokic, J. Cutler, D. Anderson, F. Walley, Can. J. Soil Sci. (2004). https://doi.org/10.4141/S03-094

P. Leinweber, F. Walley, J. Kruse, G. Jandl, K.-U. Eckhardt, R.I. Blyth, T. Regier, Soil Sci. Soc. Am. J. (2009). https://doi.org/10.2136/sssaj2007.0444

Y. Zubavichus, M. Zharnikov, A. Shaporenko, O. Fuchs, L. Weinhardt, C. Heske, E. Umbach, J.D. Denlinger, M. Grunze, J. Phys. Chem. A (2004). https://doi.org/10.1021/jp049376f

A.W. Gillespie, F.L. Walley, R.E. Farrell, T.Z. Regier, R.I. Blyth, J. Synchrotron Radiat. (2008). https://doi.org/10.1107/S0909049508014283

P. Parent, F. Bournel, J. Lansne, S. Lacombe, G. Strazzulla, S. Gardonio, S. Lizzit, J.-P. Kappler, L. Joly, C. Laffon, S. Carniato, J. Chem. Phys. (2009). https://doi.org/10.1063/1.3243849

J. Hasselström, O. Karis, M. Weinelt, N. Wassdahl, A. Nilsson, M. Nyberg, L.G.M. Pettersson, M.G. Samant, J. Stöhr, Surf. Sci. (1998). https://doi.org/10.1016/S0039-6028(98)00190-3

D. Strongin, J. Mowlem, Surf. Sci. Lett. (1991). https://doi.org/10.1016/0167-2584(91)90644-7

M.C. De Sanctis, E. Ammannito, A. Raponi, S. Marchi, T.B. McCord, H.Y. McSween, F. Capaccioni, M.T. Capria, F.G. Carrozzo, M. Ciarniello et al., Nature (2015). https://doi.org/10.1038/nature16172

K. Kitazato, R.E. Milliken, T. Iwata, M. Abe, M. Ohtake, S. Matsuura, T. Arai, Y. Nakauchi, T. Nakamura, M. Matsuoka et al., Science (2019). https://doi.org/10.1126/science.aav7432

T. Yada, M. Abe, T. Okada, A. Nakato, K. Yogata, A. Miyazaki, K. Hatakeda, K. Kumagai, M. Nishimura, Y. Hitomi et al., Nat Astron. (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-021-01550-6

E.T. Parker, H.L. McLain, D.P. Glavin, J.P. Dworkin, J.E. Elsila, J.C. Aponte, H. Naraoka, Y. Takano, S. Tachibana, H. Yabuta et al., Geochim. Cosmochim. Acta (2023). https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.02.017

Y. Oba, T. Koga, Y. Takano, N.O. Ogawa, N. Ohkouchi, K. Sasaki, H. Sato, D.P. Glavin, J.P. Dworkin, H. Naraoka et al., Nat. Commun. (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36904-3

T. Yoshimura, Y. Takano, H. Naraoka, T. Toga, D. Araoka, N.O. Ogawa, P. Schmitt-Kopplin, N. Hertkorn, Y. Oba, J.P. Dworkin et al., Nat. Commun. (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40871-0

K. Altwegg, H. Balsiger, N. Hänni, M. Rubin, M. Schuhmann, I. Schroeder, T. Sémon, S. Wampfler, J.-J. Berthelier, C. Briois et al., Nat Astron. (2020). https://doi.org/10.1038/s41550-019-0991-9

R. Miyawaki, T. Sano, F. Ohashi, M. Suzuki, T. Kogure, T. Okumura, J. Kameda, T. Umezome, T. Sato, D. Chino, K. Hiroyama, H. Yamada, K. Tamura, K. Morimoto, S. Uehara, T. Hatta, Nendo Kagaku. (2010). https://doi.org/10.11362/jcssjnendokagaku.48.4_158. (In Japanese with English abstract)

K. Oshima, Y. Naruse, M. Shinno.: 64th The Caly Science Society of Japan annual meeting abstract (In Japanese) (2021). https://doi.org/10.11362/cssj2.64.0_105

S. Takagi, D.A. Tryk, H. Inoue, J. Phys. Chem. B (2002). https://doi.org/10.1021/jp0200977

K. Tone, M. Kamori, Y. Shibasaki, Y. Takeda, O. Yamamoto.: Clay Sci. (1998) https://doi.org/10.11362/jcssjclayscience1960.10.327

K. Tone, M. Kamori, Y. Shibasaki, J Ceram Soc JAPAN (1993). https://doi.org/10.2109/jcersj.101.1395. (In Japanese with English abstract)

Thông tin
Thông tin xuất bản

Analytical Sciences

Thông tin tác giả