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2009 Fiscal Year Annual Research Report

超高感度熱測定による物質科学の新展開

Research Project

Project/Area Number 21245003
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

西川 恵子  Chiba University, 大学院・融合科学研究科, 教授 (60080470)

Keywords超高感度熱量測定 / Raman散乱 / 同時測定 / 構造変化 / 相転移 / コンフォメーション / 緩和時間 / 核磁気共鳴
Research Abstract

イオン液体は様々な特異的な性質を示す。特に熱物性はユニークである。本年度は、相転移に焦点をあて、超高感度熱分析とラマン散乱等を併用し、熱物性と構造を関連づけながらイオン液体の特異性について研究を行った。C_n-methyl-imidazoliumカチオンのハロゲン化物について、3つのユニークな熱現象(振動的凝固・融解、間歇的結晶化、可逆的融解・結晶化)を発見した。これらの特異的な現象は、すべて、コンフォメーションの変化と相変化や熱履歴などの熱現象がリンクしていることに起因すると結論した。振動的凝固・融解および間歇的結晶化は、本研究の超高感度熱量計で初めて検出可能となった世界初のデータである。
また、C_n-methyl-imidazoliumカチオンおよびC_nC_1-methyl-imidazoliumカチオンに注目し、アニオンを様々に変えて相挙動を系統的に調べた。相変化はすべて、コンフォメーションの変化とリンクしていることを明らかにした。コンフォメーションのフレキシビリティかイオン液体の熱物性に本質的な効果を及ぼしていると結論した。
上記の熱現象をダイナミクスの立場から、NMRの緩和時間(T_1、T_2で検討した。低周波数NMRを用いて、^1HからC_n-methyl-imidazoliumカチオン全体のダイナミクスを、高分解能NMRを用いて^<13>Cから各炭素のダイナミクスを検討した。結晶化やガラス転移以外に、各原子の運動が凍結する状態を見つけた。炭素の運動性の観点から、タイプの異なるグループの運動性が、複雑な熱挙動を示す一つの原因であることを明らかにした。本結果を纏めた論文は、Phys.Chem.Chem.Phys.のCover Articleに選ばれた。また、20~30分もかかる非常にゆっくりとした1次の相転移をNMRのFID信号から見つけた。

  • Research Products

    (17 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] NMR study on relationships between reorientational dynamics and phase behaviour of room-temperature ionic liquids : 1-alkyl-3-methylimidazolium cations. (Cover Articleに採用)2010

    • Author(s)
      M.Imanari, K.Uchida, K.Miyano, H.Seki, K.Nishikawa
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics 12

      Pages: 2959-2967

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase Behaviors of Room Temperature Ionic Liquid Linked with Cation Conformational Changes : 1-Butyl-3-methylimidazolium Hexafluorophosphate2010

    • Author(s)
      T.Endo, T.Kato, K.Tozaki, K.Nishikawa
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B 114

      Pages: 407-411

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrophobicity/Hydrophilicity of 1-Butyl-2,3-dimethyl and 1-Ethyl-3-methylimodazolium Ions : Towards Characterization of Ionic Liquids2009

    • Author(s)
      H.Kato, K.Miki, T.Mukai, K.Nishikawa, Y.Koga
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B 113

      Pages: 14754-14760

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic Study on Phase Transitions of Poly (benzyl methacrylate) in Ionic Liquids Solvent2009

    • Author(s)
      T.Ueki, T.Morita, K.Nishikawa, M.Watanabe, et al.
    • Journal Title

      Pure & Applied Chemistry 81

      Pages: 1829-1841

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Melting and Crystallization Behaviors of an Ionic Liquid, 1-Isopropyl-3-methylimidazolium Bromide, Studied by Using Nanowatt-Stabilized DSC.2009

    • Author(s)
      K.Nishikawa, S.Wang, T.Endo K.Tozaki
    • Journal Title

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 82

      Pages: 806-812

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 熱物性からみたイオン液体-特異な凝固・融解過程-2009

    • Author(s)
      西川恵子, 遠藤太佳嗣, 東崎健一
    • Journal Title

      熱測定 36

      Pages: 98-104

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Phase behaviors of ionic liquids linking with conformational changes of ions (Invited).2010

    • Author(s)
      Keiko Nishikawa
    • Organizer
      American Chemical Society 239^<th> Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] 熱物性からみたイオン液体-ミクロな構造変化がもたらすユニークな物性-(特別講演)2009

    • Author(s)
      西川恵子
    • Organizer
      溶液化学討論会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2009-11-19
  • [Presentation] イオン液体[C_nmim]PF_6の融解過程の観察2009

    • Author(s)
      遠藤太佳嗣
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] イオン液体の1,3-dimethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)amideの相転移とダイナミクスの関連性2009

    • Author(s)
      宮野梢
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] イオン液体の相変化のメカニズム(招待講演)2009

    • Author(s)
      西川恵子
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-21
  • [Presentation] ゆらぎからみた超臨界CO_2+CH_3OH混合系の構造2009

    • Author(s)
      加瀬駿介
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-21
  • [Presentation] Melting and crystallization behaviors of 1-propyl-3-methylimidazolium bromide studied by using nanowatt-stabilized differential scanning calorimetry.2009

    • Author(s)
      Keiko Nishikawa
    • Organizer
      The 3^<rd> Congress on Ionic Liquids
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      2009-06-02
  • [Presentation] NMR study on Relation between reorientaional dynamics and phase trans itions of room temperature ionic liquids : 1-alkyl-3-methylimidazolium cations.2009

    • Author(s)
      Mamoru Imanari
    • Organizer
      The 3^<rd> Congress on Ionic Liquids
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      2009-06-02
  • [Presentation] Mesoscale structure of [bmim][NTf_2]+CO_2 by small-angle X-ray scattering2009

    • Author(s)
      Takeshi Morita
    • Organizer
      The 3^<rd> Congress on Ionic Liquids
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      2009-06-02
  • [Presentation] Suppressed Rotational Isomerism of [C_nmim]PF_6 on Melting Process2009

    • Author(s)
      Takatsugu Endo
    • Organizer
      The 3^<rd> Congress on Ionic Liquids
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      2009-06-01
  • [Remarks]

    • URL

      http://stchem.phys.s.chiba-u.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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