2015 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体/分子液体界面の構造とダイナミックス：電位制御液体界面の機能化への学理
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26248004
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大内 幸雄 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (60194081)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西 直哉 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10372567)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオン液体は1992年[emim]BF4の合成以来、特異な熱力学物性や電気化学特性、多様な構造形成性により高い感心を集め、幅広い分野で研究が続けられている。特にここ数年、環境問題やバイオ・エネルギープロセスに関連して、イオン液体/分子液体界面における局所高電界環境下での構造ダイナミクス、ならびに物質輸送の学理構築が喫緊の課題として位置づけられている。本研究は、古典的な界面電気化学が、とりわけ無溶媒電解質液体であるイオン液体に暗黙の内に適用される誤った現状に鑑み、これを物理化学の基礎的問題として再構築し、当該分野の誤謬の解決を図る。
我々が界面計測において多用する赤外－可視和周波発生振動分光法(IV-SFG法)は表面・界面選択性の高い計測法であり、界面分子配向の情報などを与える優れたツールである。そこで、本年度は主たる研究目的の一つであるイオン液体/分子液体界面の電位制御を、両相におけるイオン分配に基づいて行い、界面構造の電位依存性を詳細に検討した。具体的には疎水性の高いイオン液体：1-オクチル3-メチルイミダゾリウム ビス(ペンタフルオロメチルスルホニル)アミド([Omim]PFSA)を基本イオン液体とし、水相側に[Omim]Cl、Li[PFSA]を溶解させ、Cl-、Li+塩濃度に対する[PFSA]-アニオンの界面数密度と配向性を議論した。その結果、アニオンの界面数密度の増減だけでなく、コンフォメーション変化などを誘起していることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
イオン分配制御法が確立し、具体的にイオン液体/分子液体における[PFSA]-アニオンの数密度と配向を議論出来たことは大きな進展である。
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| Strategy for Future Research Activity |
IV-SFG法から求められた数密度・配向に関するパラメータを古典的熱力学モデルとの相互比較を行う。水溶液側はグーイ・チャプマンモデル、イオン液体側についてはモデルの妥当性が当該分野で定まっていないものの、便宜的にオルダノモデルを採用した界面モデルを構築したい。また、併せて連携研究者による分子動力学計算との比較検討を予定している。分光エリプソメトリーを用い、イオン液体｜水界面における界面構造を反映する位相差Δを測定する。
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Research Products
(35 results)
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[Presentation] イオン液体の界面をみる2016
Author(s)
西 直哉
Organizer
第20回関西支部コロイド・界面実践講座
Place of Presentation
関西大学（大阪府・吹田市）
Year and Date
2016-01-26 – 2016-01-26
Invited
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