2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the electrodeposition process in ionic liquids using electrochemical SPR
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18K05171
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西 直哉 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10372567)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ESPR / 表面プラズモン共鳴 / 電気化学析出 / 表面ラフネス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオン液体(IL)である1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide (C4mimTFSA) 中でのCobalt電析における添加剤の効果を電気化学的表面プラズモン共鳴法 (ESPR) でin-situで解析した。SPR共鳴角 (Δθ) をC4mimTFSAの金界面のサイクリックボルタモグラム (CV) と同時に記録した。Coのカソード析出およびアノード溶解に応じてΔθがシフトしており、ESPRがCoの酸化還元過程を追跡していることを示している。8回cycleを繰り返してもCV、ESPRともに変化がなかった。これはCoの繰り返しの析出・溶解で金表面のラフネスが変化しなかったためであり、原子間力顕微鏡 (AFM) 用いたex-situ観察によって確認された。添加剤としてチオ尿素（TU）とクマリンを用いたが、Co電析における無添加時とはΔθ挙動が異なっていた。TUの場合はCo電析に伴うΔθ正シフトが無添加時よりも大きくなった。これはTUによって金が溶かされたことによって金表面のラフネスが荒らされたためであり、ex-situ AFMで確認した。一方でクマリンの場合は無添加時よりも小さくなった。これは電析膜の表面ラフネスがクマリンの添加で平滑化されているためであると、CVシミュレーションと多層Fresnel反射率計算を組み合わせたモデル解析によって結論づけた。ESPRは電析膜の表面ラフネスをin-situでÅオーダーで追跡できることがわかった。
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