Mechanism analysis of promotion of catalytic reaction in ionic liquid-modified electrodes by surface-enhanced infrared spectroscopy
| Project/Area Number |
21K04664
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
猪股 智彦 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40397493)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
|
|---|
| Keywords | イオン液体 / 修飾電極 / 表面増強赤外分光法 / 修飾基板 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
イオン液体修飾電極における触媒反応促進機構を解明するために、電極に修飾されたイオン液体の構造、イオン液体間のプローブ分子の電荷、イオン液体が未修飾の電極表面、の3者がどのように反応に影響しているかについて、電極の電位を掃引しながらin situによる表面増強赤外分光法（SEIRAS）を用いた測定により追跡する。イオン液体部位およびプローブ分子である金属錯体の赤外活性な配位子の吸収をもとに、電位掃引によるイオン液体部位およびプローブ分子の動的挙動、プローブ分子とイオン液体部位および未修飾の電極表面との相互作用を検討し、イオン液体修飾電極による触媒反応促進に関する重要な知見を得る。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
2年度目となる2022年度は、申請時に掲げた3つの研究項目、①様々な構造を有するイオン液体の設計と合成、②合成されたイオン液体を修飾した電極の作製とその諸性質の特定、③得られたイオン液体修飾電極のへのプローブ分子の固定化とSEIRAS測定による検討、のうち、おもに ③に関する研究を中心に遂行した。なお①と②に関しては、③の進捗状況に合わせ、研究が滞ることのないように適宜電極修飾用イオン液体の合成とその修飾電極の作製、およびその評価を行った。
③に関しては、酸化還元プローブとして金属錯体である「Fe(CN)6]3-/4-を用い、この錯体を内包したイオン液体修飾電極の作製を行った。錯体の内包の確認は電気化学測定による錯体の酸化還元波の観測、およびFT-IR測定による錯体由来のC≡N伸縮振動のピークの観測により確認した。
錯体を内包したイオン液体修飾電極の表面増強赤外分光スペクトル（SEIRAS）を測定したところ、電位の変化に伴って錯体由来のC≡N伸縮振動のピークが強度の増減をともないながら、可逆的なピーク波数のシフトを示した。これは錯体のFeイオンの酸化数の変化（2+/3+）にともなう振動強度の変化、および電極上に修飾されたイオン液体のカチオン部位（4級ホスホニウム）と錯体の配位子CNとの間の相互作用によるものと考えられる。このような挙動は、以前の我々の予備的な測定においても観測されており、電極上に修飾されたイオン液体中の金属錯体の挙動に関して、再現性のあるデータを収集することができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
特に当初計画以上に進捗はしていないが、今年度は申請書に記載した計画通りに研究が進捗しているため、(2)おおむね順調に進展している、とした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
概ね、当初の研究計画通りに研究は進捗しているので、2023年度はプローブとなる金属錯体として異なる電荷を有する[Ru(NH3)6]2+/3+を用いた測定を中心に行う予定である。
|
Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
