2013 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体中に形成される特異な溶媒和構造と自由エネルギー描像
| Project/Area Number |
23350033
|
|---|
| Research Institution | Niigata University |
|---|
Principal Investigator |
梅林 泰宏 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90311836)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神崎 亮 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (50363320)
亀田 恭男 山形大学, 理学部, 教授 (60202024)
金久保 光央 独立行政法人産業技術総合研究所, コンパクト化学システムセンター, 研究員 (70286764)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-11-18 – 2014-03-31
|
| Keywords | イオン液体 / 二酸化炭素 / 溶媒和 |
|---|
| Research Abstract |
溶媒和は、分離･精製の素反応であり分析化学の主たる課題の一である。イオン液体は、従来溶媒にない特異的な液体・溶媒和構造を示し、反応溶媒や電解質、分離・精製場として期待されている。本研究は、申請者らが独自に開発した分子シミュレーション支援液
体構造解析法によるイオン液体による溶媒和構造解析に加え、分子シミュレーションに基づく溶媒和エネルギー評価により、イオン液体に溶解したCO2に焦点を絞り、構造とエネルギーの両面からイオン液体に特異的な溶媒和を原子・分子レベルで明らかにし、イオン
液体の特異的な溶媒和を解明することを目的とする。具体的には、以下の研究を進める。
(1) イオン液体中のCO2溶媒和構造と溶媒和自由エネルギー評価、(2) イオン液体中のCO2のプロトン付加反応の構造と熱力学、(3) イオン液体中のCO2の電気化学的還元の分子論
(1)については、陽イオンを1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムとして種々の陰イオンからなるイオン液体について、高エネルギーX線回折(HEXRD)実験を行い、MDシミュレーションにより解析し原子レベルのCO2溶媒和構造を明らかにした。さらに溶媒和エネルギー解析を行い、CO2溶解度が陰イオンに強く依存する実験事実を原子レベルで明らかにした。 (2)に関しては、従来、全く不可能であった非プロトン性イオン液体注のpH測定に成功したものの、非プロトン性イオン液体中で最も強い塩基、すなわち、イオン液体構成陽イオンであるイミダゾリウムの共役塩基でありイミダゾリエートの塩基性に関する定量的評価が不可欠であることを明らかにした。 (3)では、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム ビスｰ（トリフルオロメタンスルホニル）アミドを溶媒として、CO2の電気化学的還元を行なったところ、従来溶媒に比べ、低い過電圧でCO2が還元されることを見出した。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
